WO1999025885A1 - Metallverstärktes konstruktionselement - Google Patents

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WO1999025885A1
WO1999025885A1 PCT/EP1998/006839 EP9806839W WO9925885A1 WO 1999025885 A1 WO1999025885 A1 WO 1999025885A1 EP 9806839 W EP9806839 W EP 9806839W WO 9925885 A1 WO9925885 A1 WO 9925885A1
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construction element
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preform
reinforcing elements
metal component
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PCT/EP1998/006839
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Nils Claussen
Rolf Janssen
Axel Krupp
Florian Wagner
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Nils Claussen
Rolf Janssen
Axel Krupp
Florian Wagner
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • 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
    • B22F3/24—After-treatment of workpieces or articles
    • B22F3/26—Impregnating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/14—Casting in, on, or around objects which form part of the product the objects being filamentary or particulate in form
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C47/00—Making alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments
    • C22C47/08—Making alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments by contacting the fibres or filaments with molten metal, e.g. by infiltrating the fibres or filaments placed in a mould
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a metal-reinforced structural element, a method for its production and its use.
  • Reinforced construction components play an increasing role in technology when the desired properties cannot be obtained or cannot be obtained to a sufficient degree with conventional materials.
  • structural components made of light metals such as magnesium or its alloys are gaining importance in technical areas where weight has to be saved in order to ultimately reduce energy costs, such as in vehicle construction, engine construction and other technical areas which are concerned Parts.
  • unreinforced light metal components generally do not have the required strengths or the strengths to be achieved with conventional materials.
  • One goal in the development of reinforced structural elements is to minimize weight without losing strength.
  • the costs should also be kept the same or even reduced compared to conventional materials such as steel.
  • Such composite materials are described, for example, in DE 44 471 30 A1 and the literature cited therein, and in applications DE 1 96 05 858 and DE 1 97 23 929. These materials, which have two interpenetrating matrices, now turn out to be relatively brittle, so that even with these materials, fracture toughness of over 8 MPa V m can hardly be achieved [Mat. Be. and eng. A 1 97 (1 995) 1 9].
  • the object of the invention is therefore to provide a construction element which does not have the disadvantages of the known construction elements or only has them to a significantly lesser extent.
  • a structural element which is characterized in that it comprises an open-pore preform, comprising metallic reinforcing elements, the pores of which are selected from a metal component selected from Mg, the intermetallic compounds and alloys of which are penetrated.
  • the metal component is selected from Mg and its intermetallic compounds and alloys. Additional elements and alloy additives that are common in intermetallic compounds and / or alloys may be present. Alloy elements are mostly dissolved in Mg or in the form of precipitates. Up to 20% by weight of the Mg can be replaced by Al.
  • the proportion of metallic reinforcing elements depends on the desired material properties and is generally 5 to 60% by volume and preferably 10 to 30% by volume of the construction element.
  • the metallic reinforcing elements comprise Al, Cu, Cr, Fe, Ni, Co, Si, Ti, Nb, Hf, Mo, V, W, Zr and alloys thereof and / or intermetallic compounds thereof.
  • the metallic reinforcement elements are made of steel, for example, which can be hardened if necessary.
  • the metallic reinforcement elements consist of Al or, if appropriate, hardenable Al alloy.
  • the metallic reinforcement elements comprise ligaments with an elongated, fibrous or wire-like structure.
  • the length dimensions are relatively uncritical and range from about short fibers to wires, the length of which can be a multiple of the construction element with the appropriate winding or folding.
  • the diameter of the reinforcing elements depend essentially on the Process conditions under which the construction element is manufactured, in particular the temperature of the metal component in connection with the infiltration time. It is generally assumed that metallic reinforcing elements with a diameter in the range from 5 to 3000 ⁇ m are suitable. Martensitic hardened steel wires, which are used for maximum strength, are commercially available, for example, in diameters between 10 and 3000 ⁇ m.
  • the diameter of the metallic reinforcement elements is preferably 50 to 500 ⁇ m.
  • the preform according to the construction element according to the invention is open-pore, so that the metal matrix penetrating the pores is continuous (penetrating).
  • the size of the pore spaces is not considered to be particularly critical and in general pore spaces with a size in the range from 10 to 5000 ⁇ m and preferably from 100 to 2000 ⁇ m are suitable.
  • Porous structures made from melt-extracted metal fibers, which are produced using the Dresden IFAM process, are also suitable preforms, especially since these processes can also be used to produce fibers based on FeAl and NiAl and other intermetallic materials.
  • Such fibrous preforms have porosities between 80 and 97% and pore sizes in the range from 5 to 200 ⁇ m.
  • the open-pored preform is formed from two- or three-dimensional wire winding or wire rovings or wire mesh, handicrafts, knitted fabrics or mats or laminates thereof or wire-like wool or filter-like, optionally sintered metal structures.
  • the construction element contains a ceramic phase or / and its in addition to the metallic reinforcement elements
  • Reaction products with the metal component In practice, a two- or three-dimensional wire-network-like preform, such as mentioned above, are formed and before infiltration with the metal component filled with ceramic powder and optionally sintered. During the subsequent pressure infiltration of the metal component into the preform, the ceramic particles are at least partially dispersed in the metal matrix, so that there is an essentially homogeneous dispersion of ceramic particles in the matrix in the construction element.
  • a ceramic portion can also result from the type of manufacture of the preform, insofar as this was obtained by forming a mixture of the metallic reinforcing elements in the form of short fibers and a ceramic powder, and then forming an open-pore preform from the mixture.
  • the ceramic powder a powder of spherical and / or irregular particles, fibers or / and platelets with dimensions in the range between 0, 1 and 1000 m and preferably between 1 0 and 500 ⁇ m is advantageously used.
  • the amount of ceramic phase used depends on the other components, that is to say the metallic reinforcing elements and the metal component, and on the intended use of the structural element. In general, amounts in the range from 0 to 60% by volume and preferably from 1 to 30% by volume of the construction element have been found to be suitable.
  • Ceramic powders based on carbides, nitrides, oxides, silicides, borides and mixtures thereof are generally suitable. Accordingly, the corresponding substances or their reaction products with the metal component are present in the final construction element.
  • preferred compounds which may be present in the ceramic phase are, for example, SiC, B 4 C, Fe 3 C 2 , AIN, Si 3 N 4 , Al 2 O 3 , MgO and Mg spinel.
  • Examples of compounds which can react with the Mg component during infiltration and whose reaction products with Mg can accordingly be present in the construction element according to the invention are, for example, CaO, Cr 2 O 3 , CuO, Cu 2 O, CoO, Co 2 O 3 , FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , HfO 2 , Li 2 O, MnO, MoO 3 , Na 2 O, Nb 2 O, Nb 2 O 5 , NiO, SiO 2 , TiO, TiO 2 , V 2 O 5 , WO 3 , Y 2 O 3 , ZrO 2 , mullite, spinels, zirconates, titanates and ores containing Fe, Ti, Co, Ni, Zr, Si, Nb, especially zircon ( ZrSiO or llmenite (FeTiO 3 )
  • exothermic oxides such as FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4
  • Another object of the invention is a method for producing a structural element, comprising the steps
  • Two- or three-dimensional wire-network-like preforms are formed from wire winding or wire rovings or wire mesh, crafts, knits or mats or laminates thereof or wire-like wool or filter-like preforms, which have been produced, for example, by sintering. Suitable methods for this are common methods of winding, knitting, weaving, knitting or prepreg technology or sieving, welding, adhesive or sintering technology.
  • this preform can be filled with ceramic powder. This can be done by shaking or pressing in the dry ceramic powder as well as by slurry infiltration or slurry pressing.
  • the preform can be obtained by mixing metallic reinforcing elements in the form of short fibers with ceramic powder and shaping the preform from the mixture.
  • a binder is added to the ceramic powder to increase the cohesion. Binders suitable for this purpose are known to the person skilled in the art. The addition of a binder will be particularly preferred when it comes to forming an open-pored preform from short metallic fibers and ceramic powder.
  • the preform filled with ceramic powder After receiving the preform filled with ceramic powder, it is presintered if necessary. If the porous preform contains only oxides as the ceramic component, sintering in air is sensible and preferred. If the preform or / and the ceramic portion are susceptible to oxidation under sintering conditions, the pre-sintering can be carried out in an inert gas atmosphere. However, it is a particular advantage of the method according to the invention that those with e.g. Wire networks reinforced green bodies are easier to handle than conventional ones and are less prone to breakage, which eliminates the need for presintering.
  • the low-melting metal component is pressed in by means of
  • the pressure infiltration of the low melting metal component in one of the above The process will generally be carried out at a pressure in the range of 1 to 150 MPa (10 to 1500 at).
  • the temperature of the metal component to be pressed is above the melting point of the particular metal component used and is generally in a range from about 550 to 900 ° C.
  • the metallic reinforcing elements are not or only insignificantly superficially dissolved on the pressing in of the metal component (which can only improve the adhesion), so that they are able to make the final structural element more break-resistant and stronger. With correspondingly short die-casting times, even aluminum wires and in particular high-strength Al alloy wires can be at least partially preserved and make a significant contribution to reinforcement. In conventional press pressure (squeeze casting) or in gas pressure infiltration, which mean longer infiltration times at temperatures above the Al melting point, such low-melting wires are generally completely or partially dissolved.
  • the low-melting metal component is preferably pressed in over a period of ⁇ 20 minutes. Shorter infiltration times are used in the die casting process, preferably ⁇ 60 seconds and more preferably ⁇ 5 seconds, up to a period of a thousandth of a second to 1 second.
  • Magnesium and its intermetallic compounds and alloys are suitable as the metal component to be pressed in.
  • Yet another object of the invention is a structural element obtainable by the above method.
  • a magnesium matrix composite material which contained a homogeneous dispersion of Al 2 O 3 particles and was penetrated by a wire mesh was produced by the process according to the invention Pressure slip infiltration of wire mesh with Al 2 O 3 slip, subsequent drying and pressure infiltration with a Mg alloy within less than 1 second at a pressure of 1 40 MPa at 750 ° C.
  • a reinforced composite material was obtained, which had a predominantly ductile behavior, so that fracture toughness could not be measured using the Vickers indentation method, which is otherwise customary (no cracking occurred).
  • High-strength steel wires, piano strings (approx. 2000 MPa) could be installed without significant structural changes, the same applies to high-strength aluminum alloy wires.
  • a superficial dissolution of the metal wires (of a few ⁇ m) provides a good mechanical connection to the matrix.
  • ceramic preforms which are supported by a three-dimensional wire network, have a higher green strength, which means that they can be handled better and placed in die casting molds without damage. Pre-sintering can be unnecessary.
  • Yet another object of the present invention is a component which comprises a reinforced structural element as described above. As is obvious to the person skilled in the art, it is not essential for the invention that the preform extends through the entire component, but it is possible to use the reinforcing element made of wire network / ceramic in a targeted manner in those areas which are exposed to high loads in the intended use are.
  • Yet another object of the present invention is the use of a construction element according to the invention or a component containing the construction element in applications in which the element is exposed to particular loads or strains, in particular high mechanical loads and / or friction loads. Typical areas of application for this can be found in machine, engine or apparatus construction. Particularly important technical applications for the construction element according to the invention are currently seen in brake elements, in particular disc brakes, cylinder heads, engine and transmission housings, pistons, connecting rods, camshafts, bearing components, flywheels, turbines, rims and rotors.
  • magnesium-based construction elements according to the invention without a ceramic component are generally suitable for applications in which thermal loads of up to approximately 200 ° C. occur. In individual cases and depending in particular on the particular metal component used, higher thermal load capacities are also obtained. Construction elements according to the invention, which are additionally ceramic-reinforced, are generally suitable for operation at higher temperatures.
  • This wire winding body which had a pore volume of approximately 60% by volume, was then pressure infiltrated with pure magnesium in a gas pressure infiltration system at 700 ° C. with Ar and an infiltration pressure of 1 MPa for 1 minute.
  • a micrograph showed that a large part of the 200 ⁇ m aluminum wire and of the copper wire were also preserved in the magnesium matrix in the area of this wire preform. This shows that despite the relatively long infiltration time, low-strength reinforcing elements such as aluminum wire are not dissolved.
  • the wire diameter was 250 ⁇ m and the knitted fabric had a mesh size of approx. 800 ⁇ m. This
  • Wire body was made in a cylindrical plaster mold with a diameter of 450 mm with an aqueous slip of 70 vol .-% bimodal Al 2 O 3 (A1 7 NE) and 30 vol .-% TiO 2 (Riedl-de Haen) infiltrated under vacuum.
  • the slip used was for steric stabilization and
  • the bodies After sintering, the bodies had a porosity of approximately 35% TD
  • Example 3 The green bodies were produced as in Example 3, but the green bodies were sintered under vacuum. First, a burnout cycle was carried out as in Example 3, then the burned-out green bodies were heated under vacuum at a heating rate of 3 ° C./min to 1150 ° C. and held at this temperature for 30 minutes and then cooled at 10 ° C./min . The procedure was then as in Example 3.
  • Example 5 Example 5
  • the mixture was homogenized with constant stirring and poured around the wire body slip as in Example 3.
  • the green body was then dried and annealed as in Example 3, so that the hemp fibers burned out, after which corresponding fiber cavities were formed.
  • a Mg alloy (AZ 91) was then pressed in and around the mold as in Example 3. Both the pore spaces and the hollow fiber cavities were then completely filled with the alloy.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Konstruktionselement (oder besonders belastete Teile davon) mit einer Matrix aus Magnesium oder einer Mg-Legierung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es metallische Verstärkungselemente umfaßt, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung und dessen Verwendung.

Description

Metallverstärktes Konstruktionselement
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein metallverstärktes Konstruktionselement, ein Verfahren zu dessen Herstellung sowie dessen Verwendung.
Verstärkte Konstruktionskomponenten spielen in der Technik eine zuneh- mende Rolle, wenn mit herkömmlichen Werkstoffen gewünschte Eigenschaften nicht oder nicht in ausreichendem Maß erhalten werden können. Beispielsweise gewinnen Konstruktionskomponenten aus Leichtmetallen wie etwa Magnesium oder dessen Legierungen an Bedeutung in technischen Bereichen, bei denen Gewicht eingespart werden muß, um am Ende die Energiekosten zu senken, wie etwa im Fahrzeugbau, dem Motorenbau und anderen technischen Bereichen, bei denen es sich um bewegte Teile handelt. Unverstärkte Leichtmetallkomponenten weisen jedoch im allgemeinen nicht die erforderlichen Festigkeiten bzw. nicht die mit herkömmlichen Werkstoffen zu erreichenden Festigkeiten auf. Ein Ziel bei der Entwicklung verstärkter Konstruktionselemente ist es somit, das Gewicht zu minimieren, ohne dabei an Festigkeit zu verlieren. Weiterhin sollten gleichzeitig auch die Kosten gleichgehalten oder gegenüber herkömmlichen Werkstoffen wie Stahl sogar reduziert werden.
Eine Verbesserung der Festigkeiten ist in vielen Fällen durch besondere Legierungsentwicklung geschehen, aber auch durch Einbau von Verstärkungselementen wie etwa Fasern in eine metallische Matrix. Man hat sich dabei in zahlreichen Untersuchungen und Entwicklungen im wesentlichen auf keramische Fasern (z.B. SiC, AI2O3) konzentriert, weil die meisten metallischen Verstärkungselemente sich bei der Herstellung von Konstruktionselementen etwa in Gußverfahren zu schnell in den flüssigen Metallen oder Legierungen (z.B. AI, Mg) auflösen [Int. Mater. Ref. 39 ( 1 994) 1 ]. In keinem dieser Fälle kam es jedoch zu einem industriellen Durchbruch, außer bei partikelverstärkten AI-Legierungen, in denen entweder SiC oder AI2O3-Teilchen eingebaut wurden [Key-Engineering Materials Vols. 1 27-1 31 ( 1 997) 81 ]. Die Festigkeit dieser Metallmatrix-Verbundwerkstoff (MMC) ist gegenüber den unverstärkten Metalien zwar erheblich verbessert, jedoch überwiegen die typischen nachteiligen metallischen Eigenschaften, d.h. geringe Hochtemperaturfestigkeit, schnelles Kriechen etc.
Aus diesem Grund ist man dazu übergegangen Verbundwerkstoffe dahin- gehend zu entwickeln, daß auch die keramische Matrix durchgängig ist.
Derartige Verbundwerkstoffe sind beispielsweise in der DE 44 471 30 A1 und der darin zitierten Literatur sowie in den Anmeldungen DE 1 96 05 858 und DE 1 97 23 929 beschrieben. Diese Werkstoffe, die zwei interpenetrierende Matrizes besitzen, erweisen sich nun wiederum als relativ spröde, so daß auch bei diesen Werkstoffen kaum Bruchzähigkeiten von über 8 MPa V m erreichbar sind [Mat. Sei. and Eng. A 1 97 ( 1 995) 1 9] .
Ähnliche Aussagen treffen auch zu für Magnesiumverbundwerkstoffe, obwohl hier noch sehr wenige Ergebnisse vorliegen (Magnesium Alloys and their Applications, DGM, Oberursel, 1 992, 41 5) . Auch ein durch Gasdruckinfiltration hergestellter Werkstoff aus Spinell und Magnesium weist nur eine geringe Bruchzähigkeit auf.
Aufgabe der Erfindung ist es somit ein Konstruktionselement bereitzustellen, das die Nachteile der bekannten Konstruktionselemente nicht oder nur in wesentlich geringerem Umfang aufweist.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Konstruktionselement, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß es einen offenporigen Vorkörper, umfassend metallische Verstärkungselemente, dessen Poren von einer Metallkomponente ausgewählt aus Mg, dessen intermetallischen Verbindungen und Legierungen durchdrungen sind, umfaßt. Bei Versuchen der Anmelderin betreffend die Reaktionsinfiltration von Magnesium in einem Grünkörper aus llmenit, der durch ein Stahldrahtgewebe stabilisiert worden war, wurde überraschenderweise festgestellt, daß dieses Drahtgewebe nicht wie erwartet aufgelöst wurde, sondern zum großen Teil erhalten blieb.
Die Metallkomponente ist ausgewählt aus Mg sowie dessen intermetallischen Verbindungen und Legierungen. Dabei können weitere, in intermetallischen Verbindungen oder/und Legierungen übliche Elemente und Legierungszusätze vorhanden sein. Legierungselemente liegen in Mg zumeist gelöst oder in der Form von Ausscheidungen vor. Bis zu 20 Gew.-% des Mg kann durch AI ersetzt sein.
Der Anteil der metallischen Verstärkungselemente richtet sich nach den gewünschten Materialeigenschaften und er beträgt im allgemeinen 5 bis 60 Vol.-% und vorzugsweise 10 bis 30 Vol.-% des Konstruktionselements.
Im allgemeinen umfassen die metallischen Verstärkungselemente AI, Cu, Cr, Fe, Ni, Co, Si, Ti, Nb, Hf, Mo, V, W, Zr sowie Legierungen davon oder/und intermetallische Verbindungen davon. Herkömmliche, kommerziell erhältliche Produkte sind geeignet. In einer Ausführungsform bestehen die metallischen Verstärkungselemente beispielsweise aus Stahl, der gegebenenfalls aushärtbar ist. In einer anderen Ausführungsform bestehen die metallischen Verstärkungselemente aus AI oder gegebenenfalls aushärtbarer Al- Legierung.
Die metallischen Verstärkungselemente umfassen Ligamente mit einer länglichen, faserartigen bzw. drahtartigen Struktur. Die Längenabmessungen sind dabei relativ unkritisch und reichen von etwa Kurzfasern bis zu Drähten, deren Länge bei entsprechender Wicklung oder Faltung ein Mehrfaches des Konstruktionselements ausmachen kann. Die Durchmesser der Verstärkungselemente hängen im wesentlichen ab von den Verfahrensbedingungen, unter denen das Konstruktionselement hergestellt wird, insbesondere der Temperatur der Metallkomponente in Verbindung mit der Infiltrationsdauer. Im allgemeinen wird davon ausgegangen, daß metallische Verstärkungselemente mit einem Durchmesser im Bereich von 5 bis 3000 μm geeignet sind. Martensitisch ausgehärtete Stahldrähte, die für höchste Festigkeiten eingesetzt werden, sind beispielsweise in Durchmessern zwischen 10 und 3000 μm kommerziell erhältlich. Bevorzugt beträgt der Durchmesser der metallischen Verstärkungselemente 50 bis 500 μm.
Der Vorkörper gemäß dem erfindungsgemäßen Konstruktionselement ist offenporig, so daß die die Poren durchdringende Metallmatrix durchgängig (penetrierend) ist. Die Größe der Porenräume wird als nicht sonderlich kritisch angesehen und im allgemeinen sind Porenräume mit einer Größe im Bereich von 10 bis 5000 μm und vorzugsweise von 1 00 bis 2000 μm geeignet. Auch poröse Strukturen aus schmelzextrahierten Metallfasern, die nach dem Dresdner IFAM-Verfahren hergestellt werden, stellen geeignete Vorkörper dar, zumal mit diesen Verfahren auch Fasern auf Basis von FeAl und NiAl und anderen intermetallischen Werkstoffen hergestellt werden können. Solche faserigen Vorformen haben Porositäten zwischen 80 und 97 % und Porengrößen im Bereich von 5 bis 200 μm.
In einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung ist der offenporige Vorkörper aus zwei- oder dreidimensionaler Drahtwicklung oder Drahtrovings oder Drahtgewebe, -gewerke, -gestricke oder -matten oder Laminaten daraus oder drahtartiger Wolle oder filterartigen, gegebenenfalls gesinterten Metallgebilden gebildet.
Gegebenenfalls enthält das Konstruktionselement zusätzlich zu den metallischen Verstärkungselementen eine Keramikphase oder/und deren
Reaktionsprodukte mit der Metallkomponente. Hierzu kann in der Praxis ein zwei- oder dreidimensionaler drahtnetzwerkartiger Vorkörper, wie vorstehend erwähnt, gebildet werden und vor Infiltration mit der Metallkomponente mit Keramikpulver angefüllt und gegebenenfalls gesintert werden. Bei der nachfolgenden Druckinfiltration der Metallkomponente in den Vorkörper werden die Keramikpartikel mindestens teilweise in der Metallmatrix dispergiert, so daß im Konstruktionselement eine im wesentlichen homogene Dispersion von Keramikteilchen in der Matrix vorliegt.
Gegebenenfalls kann ein Keramikanteil auch resultieren aus der Herstellungsart des Vorkörpers, soweit dieser erhalten wurde durch Bilden eines Gemisches der metallischen Verstärkungselemente in Form von Kurzfasern und einem Keramikpulver, und anschließend Bilden eines offenporigen Vorkörpers aus dem Gemisch.
Als Keramikpulver wird dabei zweckmäßig ein Pulver aus kugeligen und/oder irregulären Partikeln, Fasern oder/und Plättchen mit Abmessungen im Bereich zwischen 0, 1 und 1 000 m und vorzugsweise zwischen 1 0 und 500 μm verwendet.
Die eingesetzte Menge der Keramikphase hängt von den weiteren Komponenten, also den metallischen Verstärkungselementen sowie der Metallkomponente ab sowie vom vorgesehenen Verwendungszweck des Konstruktionselements. Im allgemeinen haben sich Mengen im Bereich von 0 bis 60 Vol.-% und vorzugsweise von 1 5 bis 30 Vol.-% des Konstruktions- elements als geeignet herausgestellt.
Die Art der Keramikphase richtet sich ebenfalls nach den weiteren Komponenten sowie dem vorgesehenen Verwendungszweck. Im allgemeinen sind Keramikpulver auf Basis von Carbiden, Nitriden, Oxiden, Siliciden, Boriden, sowie Gemische davon geeignet. Dementsprechend sind in dem endgültigen Konstruktionselement die entsprechenden Substanzen bzw. deren Reaktionsprodukte mit der Metallkomponente vorhanden. Beispiele bevorzugter Verbindungen, die in der Keramikphase vorhanden sein können, sind etwa SiC, B4C, Fe3C2, AIN, Si3N4, AI2O3, MgO und Mg- Spinell. Beispiele von Verbindungen, die bei der Infiltration eine Reaktion mit der Mg-Komponente eingehen können, und deren Reaktionsprodukte mit Mg demnach im erfindungsgemäßen Konstruktionselement vorhanden sein können, sind etwa CaO, Cr2O3, CuO, Cu2O, CoO, Co2O3, FeO, Fe2O3, Fe3O4, HfO2, Li2O, MnO, MoO3, Na2O, Nb2O, Nb2O5, NiO, SiO2, TiO, TiO2, V2O5, WO3, Y2O3, ZrO2, Mullite, Spinelle, Zirkonate, Titanate sowie Fe-, Ti-, Co-, Ni-, Zr-, Si-, Nb-haltige Erze, insbesondere Zirkon (ZrSiO oder llmenit (FeTiO3) . Bei Verwendung von weniger exotherm reagierenden Substanzen, wie z.B. TiO2 oder Nb2O5 können auch exotherm stärker aktive Oxide, wie FeO, Fe2O3, Fe3O4, NiO, MoO3, etc. zugesetzt werden.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Konstruktionselements, umfassend die Schritte
(a) Bilden eines offenporigen, metallische Verstärkungselemente umfassenden Vorkörpers,
(b) Einpressen einer Metallkomponente ausgewählt aus Mg, dessen intermetallischen Verbindungen und Legierungen in flüssiger Form in den offenporigen Vorkörper in einer Gußform unter Bedingungen, bei denen die metallischen Verstärkungselemente des Vorkörpers mindestens teilweise erhalten bleiben.
Zwei- oder dreidimensionale drahtnetzwerkartige Vorkörper werden gebildet aus Drahtwicklung oder Drahtrovings oder Drahtgewebe, -gewerken, - gestricken oder -matten oder Laminaten daraus oder drahtartiger Wolle oder filterartigen Vorformen, die beispielsweise durch Sintern hergestellt wurden. Geeignete Verfahren hierzu sind gängige Verfahren der Wickel-, Wirk-, Webe-, Strick- oder Prepreg-Technik oder Sieb-, Schweiß-, Klebe- oder Sintertechnik. Nach dem Bilden eines derartigen Vorkörpers kann, sofern die Gegenwart einer Keramikphase im endgültigen Konstruktionselement erwünscht ist, dieser Vorkörper mit Keramikpulver angefüllt werden. Dies kann sowohl durch Einrütteln oder Einpressen der trockenen keramischen Pulver als auch durch Schlickerinfiltration oder Schlickerpressen erfolgen.
Alternativ kann der Vorkörper erhalten werden durch Vermischen metallischer Verstärkungselemente in Form von Kurzfasern mit Keramikpulver und Formen des Vorkörpers aus dem Gemisch.
Gegebenenfalls wird dem Keramikpulver ein Bindemittel zugesetzt um den Zusammenhalt zu erhöhen. Hierzu geeignete Bindemittel sind dem Fachmann bekannt. Der Zusatz eines Bindemittels wird insbesondere dann bevorzugt sein, wenn es darum geht einen offenporigen Vorkörper aus metallischen Kurzfasern und Keramikpulver zu bilden.
Nach Erhalt des mit Keramikpulver angefüllten Vorkörpers wird dieser gegebenenfalls vorgesintert. Wenn der offenporige Vorkörper als Keramikanteil lediglich Oxide enthält, ist eine Sinterung an Luft sinnvoll und bevorzugt. Sofern der Vorkörper oder/und der Keramikanteil unter Sinterungsbedingungen gegenüber Oxidation anfällig sind, kann das Vorsintern in einer Inertgasatmosphäre durchgeführt werden. Es ist jedoch ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, daß derartige mit z.B. Drahtnetzwerken verstärkte Grünkörper im Vergleich zu herkömmlichen besser zu handhaben und weniger bruchanfällig sind, womit ein Vorsintern entfallen kann.
Das Einpressen der niedrig schmelzenden Metallkomponente erfolgt mittels
Gasdruck, Preßguß (squeeze casting) oder Druckguß (die pressure casting) , wobei Druckguß im allgemeinen bevorzugt sein wird. Die Druckinfiltration der niedrig schmelzenden Metallkomponente in einem der vorstehenden Verfahren wird im allgemeinen bei einem Druck im Bereich von 1 bis 1 50 MPa ( 1 0 bis 1 500 at) durchgeführt werden.
Die Temperatur der einzupressenden Metallkomponente liegt oberhalb des Schmelzpunkts der besonderen verwendeten Metallkomponente und liegt im allgemeinen in einem Bereich von etwa 550 bis 900 °C.
Die metallischen Verstärkungselemente werden beim Einpressen der Metallkomponente nicht oder nur unwesentlich oberflächlich angelöst (was die Haftung nur verbessern kann), so daß sie in der Lage sind, das endgültige Konstruktionselement bruchzäher und fester zu machen. Bei entsprechend kurzen Druckgußzeiten können sogar Aluminiumdrähte und insbesondere hochfeste AI-Legierungsdrähte mindestens zum Teil erhalten bleiben und wesentlich zur Verstärkung beitragen. Beim konventionellen Preßdruck (squeeze casting) oder bei der Gasdruckinfiltration, die längere Infiltrationsdauern bei Temperaturen über dem AI-Schmelzpunkt bedeuten, werden derartig niedrig schmelzende Drähte im allgemeinen ganz oder teilweise aufgelöst. Bevorzugt wird die niedrig schmelzende Metallkomponente in einem Zeitraum < 20 Minuten eingepreßt. Beim Druckgußverfahren werden kürzere Infiltrationszeien angewandt, bevorzugt < 60 Sekunden und stärker bevorzugt < 5 Sekunden, bis hin zu einem Zeitraum von einer tausendstel Sekunde bis 1 Sekunde.
Als einzupressende Metallkomponente sind Magnesium sowie dessen intermetallische Verbindungen und Legierungen geeignet.
Ein nochmals weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein durch ein vorstehendes Verfahren erhältliches Konstruktionselement.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wurde ein Magnesiummatrixverbundwerkstoff, der eine homogene Dispersion von AI2O3-Teilchen enthielt und von einem Drahtnetz durchzogen war, hergestellt durch Druckschlicker-Infiltration von Drahtgewebe mit AI2O3-Schlicker, anschließendem Trocknen und Druckinfiltration mit einer Mg-Legierung innerhalb von weniger als 1 Sekunde bei einem Druck von 1 40 MPa bei 750 °C. Hierbei wurde ein verstärkter Verbundwerkstoff erhalten, welcher ein überwiegend duktiles Verhalten aufwies, so daß Bruchzähigkeiten nicht mit der sonst üblichen Vickers-Eindruckmethode gemessen werden konnten (eine Rißbildung trat nicht auf) .
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Konstruktionselemente, die durch Druckguß eines leicht schmelzenden Metalls wie Magnesium in metallische Verstärkungselemente und gegebenenfalls Keramikpartikel umfassende Vorkörper erhalten werden, werden erachtet wie nachstehend:
1 . höhere spezifische Festigkeit als die hochfester, ausgehärteter Mg- Legierungen.
2. Hochfeste Stahldrähte, Klaviersaite (ca. 2000 MPa) könnten ohne wesentliche Gefügeänderung eingebaut werden, dasselbe gilt für hochfeste Aluminiumlegierungsdrähte.
3. Eine oberflächliche Anlösung der Metalldrähte (von wenigen μm) stellt eine gute mechanische Anbindung an die Matrix bereit.
4. Bei Verwendung einer Keramikphase hätten Keramikvorkörper, die durch ein dreidimensionales Drahtnetzwerk gestützt werden, eine höhere Grünfestigkeit, wodurch sie besser gehandhabt und ohne Beschädigung in Druckgußformen plaziert werden können. Eine Vorsinterung kann sich damit erübrigen.
5. Auch bei Keramikanteilen von im allgemeinen bis zu etwa 30 Vol.-% kann von einem duktilen mechanischen Verhalten ausgegangen werden. Ein nochmals weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Bauteil, welches ein wie vorstehend beschriebenes verstärktes Konstruktionselement umfaßt. Wie für den Fachmann offensichtlich ist, ist es für die Erfindung nicht wesentlich, daß sich der Vorkörper durch das gesamte Bauteil hindurchzieht, sondern es ist möglich, das Verstärkungselement aus Drahtnetzwerk/Keramik gezielt in denjenigen Bereichen einzusetzen, die bei der vorgesehenen Verwendung hohen Belastungen ausgesetzt sind.
Ein nochmals weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung eines erfindungsgemäßen Konstruktionselements oder eines das Konstruktionselement enthaltenden Bauteils in Anwendungen, bei denen das Element besonderen Belastungen oder Beanspruchungen, insbesondere hohen mechanischen Belastungen oder/und Friktionsbelastungen ausgesetzt ist. Typische Anwendungsgebiete dafür finden sich im Maschinen-, Motorenoder Apparatebau. Besonders wichtige technische Anwendungen für das erfindungsgemäße Konstruktionselement werden derzeit gesehen in Bremselementen, insbesondere Scheibenbremsen, Zylinderköpfen, Motor- und Getriebegehäuse, Kolben, Pleuel, Nockenwellen, Lagerkomponenten, Schwungrädern, Turbinen, Felgen und Rotoren.
Es wird davon ausgegangen, daß die erfindungsgemäßen Konstruktionselemente auf Magnesiumbasis ohne Keramikanteil im allgemeinen für Anwendungen geeignet sind, bei denen thermische Belastungen bis zu etwa 200°C auftreten. In einzelnen Fällen und in Abhängigkeit insbesondere von der bestimmten verwendeten Metallkomponente werden auch höhere thermische Belastbarkeiten erhalten. Erfindungsgemäße Konstruktionselemente, die zusätzlich Keramik-verstärkt sind, sind im aligemeinen für einen Betrieb bei höheren Temperaturen geeignet.
Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele weiter erläutert. Beispiel 1
Ein Stahldrahtgewebe mit einem Drahtdurchmesser (d) von 200 μm und einer Maschenweite (w) von 500 μm wurde zu einem Zylinder gerollt und anschließend mit drei Lagen eines 200 μm dicken AI-Drahtes umwickelt. Danach wurde eine zweite Lage eines Drahtgewebes mit diesmal d = 300 μm und w *= 1000 μm darübergerollt und anschließend nochmal mit mehreren Lagen eines 1 00 μm dicken Kupferdrahtes umwickelt. Dieser Drahtwickelkörper, der etwa einen Porenraum von 60 Vol.-% besaß, wurde anschließend in einer Gasruckinfiltrationsanlage bei 700°C mit Ar und einem Infiltrationsdruck von 1 2 MPa während 1 Minute mit reinem Magnesium druckinfiltriert. Ein Schliffbild zeigte, daß im Bereich dieses Drahtvorkörpers auch ein großer Teil des 200 μm Aluminiumdrahtes sowie des Kupferdrahtes in der Magnesiummatrix erhalten waren. Dies zeigt, daß trotz der relativ l a n g e n I nf i ltrati o n szeit n i ed ri g sc h me l ze n d e meta l l i sc h e Verstärkungselemente wie etwa Aluminiumdraht nicht aufgelöst werden.
Beispiel 2
Ein "Gekuplat" der Firma GKD, Düren, bestehend aus zwei ineinander versinterten Drahtgeweben (Bezeichnung 1 50 mesh/1 0 mesh) mit 1 . d = 560 μm und w = 2 mm sowie d = 63 μm und w = 1 00 μm wurde zu Zylindern mit einem Durchmesser von 20 mm und einer Höhe von 1 5 mm gerollt und anschließend mit SiC-Teilchen (6 μm, SIKA, Norwegen) versetzt und wie in Beispiel 1 druckinfiltriert. Sowohl das Gekuplat wie auch die SiC- Teilchen waren anschließend unbeschädigt im Verbundwerkstoff im Bereich des Vorkörpers enthalten.
Beispiel 3
Ein Polymer-beschichtetes Drahtgestrick aus Stahl 1 .4301 der Fa. GKD,
Düren, wurde als Grundkörper verwendet. Der Drahtdurchmesser betrug 250 μm und das Gestrick hatte eine Maschenweite von ca. 800 μm. Dieser
Drahtkörper wurde in einer zylindrischen Gipsform mit Durchmesser 450 mm mit einem wäßrigen Schlicker aus 70 Vol.-% bimodalen AI2O3 (A1 7 NE) und 30 Vol.-% TiO2 (Riedl-de Haen) unter Vakuum infiltriert. Der verwendete Schlicker war zur sterischen Stabilisierung und zur
Verbesserung der Grünfestigkeit mit 1 ,4 Gew.-% organischen Polymer- Bestandteilen versetzt. Nach dem Trocknen wurden die 10 mm hohen
Grünkörper an Luft gesintert. Zunächst wurden die Körper mit 2 °C/min auf
300 °C geheizt. Während der 3stündigen Haltezeit bei 300 °C wurden die
Polymerbestandteile aus dem Grünkörper ausgebrannt und die Beschichtung des Drahtgestrickes pyrolysiert. Anschließend wurde zunächst mit 2 °C/min bis 950 °C und anschließend mit 5 °C/min auf 1 1 50 °C aufgeheizt und dort 30 min gehalten. Danach wurde der Ofen mit 1 0 °C/min abgekühlt.
Nach dem Sintern hatten die Körper eine Porosität von ca. 35 % TD
(theoretische Dichte) der keramischen Matrix bei einem Volumenanteil von
1 5 % des Drahtgestricks. Anschließend wurden die Körper in einem Labor- Squeeze-Caster mit einer 1 0 Gew.-% Mg-/90 Gew.-% AI-Legierung mit 30
MPa druckinfiltriert. Der Preßgußvorgang dauerte ~ 30 s. Danach resultierte ein Verbundkörper mit 50 mm Durchmesser (entspricht dem
Innendurchmesser der Preßgrußform), in dem der infiltrierte Vorkörper ohne meßbare Dimensionsänderung völlig dicht enthalten war. Eine 2tägige Glühbehandlung bei 500 °C an Luft führte zur Bildung von TiAI3 ohne wesentlichen Angriff des Stahlgestricks sowie einer Matrix aus AI2O3.
Beispiel 4
Die Herstellung der Grünkörper erfolgte wie in Beispiel 3, jedoch wurden die Grünkörper unter Vakuum gesintert. Zunächst wurde ein Ausbrandzyklus wie in Beispiel 3 durchgeführt, anschließend wurden die ausgebrannten Grünkörper unter Vakuum mit einer Heizrate von 3 °C/min bis 1 1 50 °C aufgeheizt und bei dieser Temperatur 30 min gehalten und dann mit 1 0 °C/min abgekühlt. Anschließend wurde wie in Beispiel 3 verfahren. Beispiel 5
Ein Schlicker, wie in Beispiel 1 beschrieben, wurde mit 1 0 Vol.-% Hanf- Kurzfasern versetzt, die eine mittlere Länge von 3 mm und einen mittleren Durchmesser von ungefähr 1 00 μm hatten. Das Gemisch wurde unter gleichmäßigem Rühren homogenisiert und wie in Beispiel 3 um den Drahtvorkörper Schlicker gegossen. Der Grünkörper wurde anschließend getrocknet und wie in Beispiel 3 geglüht, so daß die Hanffasern ausbrannten, wonach entsprechende Faserhohlräume entstanden. Anschließend wurde eine Mg-Legierung (AZ 91 ) wie in Beispiel 3 in und um die Form herumgepreßt. Sowohl die Porenräume wie auch die Hohlfaserkavitäten waren danach vollständig mit der Legierung ausgefüllt.

Claims

Patentansprüche
1. Konstruktionselement, d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et , daß es einen offenporigen Vorkörper, umfassend metallische Verstärkungselemente, dessen Poren von einer Matrix einer Metallkomponente ausgewählt aus Mg, dessen intermetallischen Verbindungen und Legierungen durchdrungen sind, umfaßt.
2. Konstruktionselement nach Anspruch 1, d a d u rc h g e k e n n z e i c h n et , daß die metallischen Verstärkungselemente 5 bis 60 Vol-% des Konstruktionselements ausmachen.
3. Konstruktionselement nach Anspruch 2, d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et , daß die metallischen Verstärkungselemente 10 bis 30 Vol-% des Konstruktionselements ausmachen.
4. Konstruktionselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et , daß die metallischen Verstärkungselemente AI, Cu, Cr, Fe, Ni, Co, Si, Ti, Nb, Hf, Mo, V, W, Zr, Legierungen davon oder/und intermetallische Verbindungen davon umfassen.
5. Konstruktionselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et , daß die metallischen Verstärkungselemente aus gegebenenfalls aushärtbarem Stahl bestehen.
6. Konstruktionselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u rc h g e k e n n ze i c h n et , daß die metallischen Verstärkungselemente aus AI oder gegebenenfalls aushärtbarer AI-Legierung bestehen.
7. Konstruktionselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u rc h g e k e n n ze i c h n et , daß die metallischen Verstärkungselemente einen Durchmesser im Bereich von 5 bis 3000 μm aufweisen.
8. Konstruktionselement nach Anspruch 7, d a d u rc h g e k e n n ze i c h n et , daß die metallischen Verstärkungselemente einen Durchmesser im Bereich von 50 bis 500 μm aufweisen.
9. Konstruktionselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n et , daß der offenporige Vorkörper Porenräume im Bereich von 10 bis 5000 μm aufweist.
10. Konstruktionselement nach Anspruch 9, d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et , daß der offenporige Vorkörper Porenräume im Bereich von 100 bis 2000 μm aufweist.
11. Konstruktionselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n et , daß der offenporige Vorkörper aus zwei- oder dreidimensionaler Drahtwicklung oder Drahtrovings oder Drahtgewebe, -gewerken, -gestricken oder -matten oder Laminaten daraus oder drahtartiger
Wolle oder filterartigen, gegebenenfalls gesinterten Metallgebilden gebildet ist.
12. Konstruktionselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n et , daß es eine Keramikphase oder/und deren Reaktionsprodukte mit der niedrig schmelzenden Metallkomponente umfaßt.
13. Konstruktionselement nach Anspruch 12, d ad u r c h g e k e n n ze i c h n et , daß die Keramikphase gebildet ist aus Partikeln, Plättchen oder/und Fasern mit Abmessungen im Bereich zwischen 0,1 und 1000μm.
14. Konstruktionselement nach Anspruch 13, d a d u r c h g e ke n n ze i c h n et , daß die Keramikphase gebildet ist aus Partikeln, Plättchen oder/und Fasern mit Abmessungen im Bereich zwischen 10 und 500 μm.
15. Konstruktionselement nach einem der Ansprüche 12 bis 14, d a d u rc h g e k e n n z e i c h n et , daß die Keramikphase 0 bis 60 Vol-% des Konstruktionselements ausmacht.
16. Konstruktionselement nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n ze i c h n et , daß die Keramikphase 15 bis 30 Vol-% des Konstruktionselements ausmacht.
17. Konstruktionselement nach einem der Ansprüche 12 bis 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n et , daß die Keramikphase Carbid, Nitrid, Oxid, Gemische davon oder/und deren Reaktionsprodukte mit der Metallkomponente umfaßt.
18. Konstruktionselement nach Anspruch 17, d a d u r c h g e ke n n ze i c h n et , daß die Keramikphase SiC, B4C, Fe3C2, AIN, Si3N4, AI2O3, MgO oder/und Mg-Spinell umfaßt.
19. Verfahren zur Herstellung eines Konstruktionselements, umfassend die Schritte
(a) Bilden eines offenporigen, metallische Verstärkungselemente umfassenden Vorkörpers, (b) Einpressen einer Metallkomponente ausgewählt aus Mg, dessen intermetallischen Verbindungen und Legierungen in flüssiger Form in den offenporigen Vorkörper in einer Gußform unter Bedingungen, bei denen die metallischen Verstärkungselemente des Vorkörpers mindestens teilweise erhalten bleiben.
20. Verfahren nach Anspruch 19, d a d u r c h g e ke n n ze i c h n et , daß der offenporige Vorkörper aus zwei- oder dreidimensionaler Drahtwicklung oder Drahtrovings oder Drahtgewebe, -gewerken,
-gestricken oder -matten oder Laminaten daraus oder drahtartiger Wolle oder filterartigen, gegebenenfalls gesinterten Metallgebilden gebildet wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 und 20, d a d u r c h g e ke n n ze i c h n et , daß man den offenporigen Vorkörper nach gängigen Verfahren der Wickel-, Wirk-, Webe-, Strick- oder Prepreg-Technik oder Sieb-, Schweiß-, Klebe- oder Sintertechnik bildet.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 und 21, d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et , daß man den Vorkörper mit Keramikpulver anfüllt.
23. Verfahren nach Anspruch 22, d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et , daß man den Vorkörper mittels Schlickerguß oder Druckschlickerguß mit dem Keramikpulver infiltriert.
24. Verfahren nach Anspruch 19, d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et , daß man den offenporigen Vorkörper erhält durch Vermischen metallischer Verstärkungselemente in Form von Kurzfasern mit Keramikpulver und Formen des Vorkörpers aus dem Gemisch.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 24, d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et , daß das Keramikpulver ein Bindemittel enthält.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 25, d a d u rc h g e ke n n z e i c h n et , daß man den Vorkörper vorsintert.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß man das Vorsintern in einer Inertgasatmoshäre durchführt.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 27, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n et , daß man die Metallkomponente mittels Gasdruck, Preßguß (squeeze casting) oder Druckguß (die pressure casting) einpreßt.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 28, d a d u r c h g e ke n n z e i c h n et , daß man die Metallkomponente bei einem Druck im Bereich von 1 bis 150 MPa einpreßt.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 29, d a d u r c h g e ke n n ze i c h n et , daß man die Metallkomponente bei einer Temperatur im Bereich von 550 bis 900°C einpreßt.
31. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 30, d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et , daß man die Metallkomponente in < 20 Minuten einpreßt.
32. Verfahren nach Anspruch 31, d a d u r c h g e ke n n z e i c h n et , daß man die Metallkomponente beim Druckgußverfahren in < 60
Sekunden einpreßt.
33. Verfahren nach Anspruch 32, d a d u r c h g e ke n n z e i c h n et , daß man die Metallkomponente beim Druckgußverfahren in < 5
Sekunden einpreßt.
34. Konstruktionselement, erhältlich durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 33.
35. Bauteil, umfassend ein Konstruktionselement nach einem der Ansprüche 1 bis 18 und 34.
36. Verwendung eines Konstruktionselements nach einem der Ansprüche 1 bis 1 8 und 34 oder eines Bauteils nach Anspruch 35 im Maschinen-, Motoren- und Apparatebau.
37. Verwendung eines Konstruktionselements nach einem der Ansprüche 1 bis 1 8 und 34 oder eines Bauteils nach Anspruch 35 in Bremselementen, Zylinderköpfen, Motor- und Getriebegehäusen, Kolben, Pleuel, Nockenwellen, Lagerkomponenten, Schwungrädern, Turbinen, Felgen und Rotoren.
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