DE1471152A1 - Aus hochschmelzenden Metalloxiden bestehende Sinterkoerper - Google Patents

Description

• Die Erfindung 'betrifft geainterte Formkör-"-,er aus hochschuelzenden k,-etalloxiden, insbesondere solche aus Aluminiumoxia.
• Ges:*Ln-t'-,erte YarwUrper auf der Grundlage hochschnülzender ketalioxide, vor allem aus reinem Aluminiumoxid, haben ihrer großen wechanischen Fest-igkeit, insbesondere der hohen Druckfestigkeit, üer seär ;;uten Warrüfestigkeit und der großen Kerrosionsjeständigkeit wegen Einsatz in #en verschiedensten Gebieten der Technik gefunden.
• Ein Nachteil dieser bisher bekannt gewordenen Erzeug--niese besteht darin, daß ihre Zug-- und Biegefestigkeit nur einen Bruchteil ihrer DrucI:-festigkeit beträgt und daß im Zusammenlian dauit auch ihr Widers2#-and "egen schwingiende Beans2ruchung relativ klein ist.
• LJo wurde nun gefunden, daß auch die Zug- und Biegefestigkeit von einem ilberwie-end aus hochsehmelzenden Metalloziden, insbesondere Aluminiumoxid bestehenden geainterten Formkörper wesentlich verbessert ist, wenn in 6en Formkörper Binla,#,-,en aus hochwarmfesten Metallen in Form von Fasern, Drähten oder Folien eingesintert sind.
• Hochsch.ielzende Metalloxide, auf die sich die Windung bezieht Ihd beispielaweine die Oxide den Berylliums, kügnesiums, Titann und Zirkoniurm. Ganz bezondere Bedeutung hat die Erfindung für Sinterprodukte den Aliu.iiuiumoxide. Als hochwarmfeste ketalle im Sime der Erfindung enVAKt der Por>. körper vorzugsweise solche Metalle, deren Aundohuw%bkoef!Kixient ihnlieb dem des hachochmlzenden Metallexids ist. Zweck»Uig ist er sogar kleiner als der den Metalloxid4, weil nie# bdi der nach der Sinterung die eingebrachten hochwarm194ten Metalle weniger zuse»enziehen als die Oxide und diene dadurch unter »=ckefflnmg gesetzt werden, aodaß sie gegen Zugepannung widerttänd*M,#er eind" gegen die gesinterte Metallexide bekanntlich besonders empfindlich sind. So haben sich kle Einlagen besonders Fanern, DtUte oder Polien aus Wolf reim, Molybdän, Niob oder hmtal -bewährt.
• Infolge der immer vorban enen geringen Unterschiede in den Aundlehnun"m,koeffizienten und der sich an den Oxenzflächen' »i»ohen den hochochmelzenden Metalloxiden und den hochwarmfenten Metallen ausbildenden Grenzflächenspannungen k&xnen*in derartigen Verbundkörpern nnere Spannungefelder aufgebaut worden, die den Zug- und Biege*be»-aprachungen im praktischen Einsatz solcher Verbundkärper igigegenwirken und dadurch eine Erhöhung in der Beanapruchungfähi*Oit gegen Zug und Biegung, besonders auch bei schwingender Beansprüchung, hervorrufen. An welchen Stellen den Forzkörpern die Einlagen zur lebIrge der Zug-und Siegefestigkeit eingesintert werden, ist ganz dWm x wor vorwiegend Beanapruchungen auf Zug oder Biegung adt#»+l414.

  Vorzugsweise beträgt die Sumce der Quorschnitte der hodgaw# *Wig

  Metalleinlagen in der zu vergtäxtendext Zone oder,-lkbight b44biti4

  60% den Genaatquerschnitte di@4*r'imag im

  WX. Dabei bezieht sich diene Angike au: eine So n#4;WW4

  ii«ender Fasern oder DeUte oder eine lPolionl#4@,f

  es aber zweckmäßig sein, daß »h»re solcher ginl## lg

  iHmreinander angeordnet sind0.

  Wie bat-*ich weitsrhin gezeigt, daß ein besonders JüLstiger Verbund und ein gW»tigen Spannungaverhältnie zwischen dem Grundkörper aus heobße"tzexLde'n Netalloxiden und den Metalleinlagen erreicht wird, wenn diä Durchmaber der einzelnen Drähte oder Folien zwischen 0,01 =d-0,0 wu liegen, da bin zu einer Stärke von G,5 m der Zus n-"lt d» Iinterkörpers noch vollständig erhalten bleibt.
• Deoh Folien aus hochwarmfetten Metallen werden vor allem dünne, 119aUge I?orwkbrper verstärkt. Dadurch ist es Liöglich, die Radien den Kanten derb flächigeu Formkörper so klein zu halten, daß an Mann Kanten vorteilhaft wirkende Spannungsfelder aufgebaut werden, di* sich vor allem aln zweckmäßig erwiesen haben, wenn der Formkörper schwingenden Belootmgen ausgesetzt werden soll. Die Folien werden ia,ibren Breiten- und Längenaundehnungen zweckmäßig den Abmessung-en Binterprodukten angepaßt. Sie können dabei auch-strei-*iupointort-sein, Dabei ist es aber wesentlich, daß die Volien in ihrer Dicke 0,5 op nicht überschreiten, zweckmäßig sind sie tä# =-eg01 bia 0905 m stark, um einen genügenden Verbund zwischen gar

  iwg*o0»0»1»nden Wetalloxid und den Einlagen sicherzustellen.

  Iltne beVolmugte ÄW*Iigamneform besteht. darin, daß die Folie Durch-

  br*MvnM a«*etatt beispiil»eiae gelocht ist, weil dann im Bereich

  ü der Notalloxid-Sinterkörper seinen Zusamenhalt

  lannen sich auch dickere Folien verwenden.

  &=d hab#en nick für solch dünne und flächige Form-

  4#6W Gewebe aus Drähten der hochschmelzenden Metalle als

  erwiesen, weil durch die Maschenzwischenräme hin-

  AW:th der"',»ullo*id-#Uutefflrper als einheitlichen Ganzen erhalten

  bl»ibt IM, Wd»rd«a die IN4tigkeitswerte in allen Flächenrichtungen

  &7»m#tltioh-Ztoß sind. Die Muchenweite einen solchen Geweben liegt

  dab" vorl»ilWt wrische-n 0906 und 095 wm, je nach der Stärke der

  aparte oe»ttt a» dema daa*Gewebe aufgebaut ist.

  Eine weitere vuril-eilliafte Aus-estaltung- der Erfindtuig beruht auf üer i#rh-enntnis, daf, für die Si#aiuiuiiia-"erteilunL,.T in dem Verbundkörper aitch die Grenzfläche zwischen deu, liochscWaL#lzenden Letalloxid tuid den hietalleinla.-.en von wesentlicher Bedeutung ist. Es wurCe nun ",efuiiC4en, daß vor dem Einsintern rufgebrachte (liüuie Überzi;ge auf den hochwarLifesten Fasern, Drähten oder Folien$ die etwa durjk SI)ritzen rufgelirael.t seia ;i#önnen, eine -LI)erga%Tozone zuti hochschwelzenden lJetal'.L'o.;iL* bilden, wodurch insbesondere 11,#ei seLwin#;eiider Beanspruchuii,; eiii(. ;leichwäßigere S,:aiiiuiigsverteilung. und damit eine -rößere Schwinju#irsfestigkeit liervor4erufen wird. Als Mittel zur Erzeugwi,.- derartiger --bergaugszonen I#oLLaen entweder oxidische oder auch eleneittare Stoffe in Detrackt. Als txide haben sich Kieaelsäure oder Aluminiumsilik-ate nit etwo 30 Gew.,0 Kieselsäuregehalt und Y;olframtrioxid oder Lolyl)di**..ndioxid bevorzugt bewällrt. Als Plerientare #berz.iige köiuien solche von Graphit oder SiliziuLa auf-gebrrcht sein. Eine äunliche Wirimu,- kami zweclciiä13ig auch dadurch erzielt werden, daß deLl hochschuelzenden Uxid selbst Stoffe zugeil-tischt sind, die zur Bildung von 'ulergaigszcneii Veranlassurij geben. Das Lann in einer weiteren Ausbildung der Erfindung lurcil 'Zusätze von 1--lulvern hochwarwfester Letalle uüer deren Carbiden zuta 1-ochiieluielzeliu-eii Letalloxid err eicht werden, wobei uie zugesetzten Mengen bis zu 50 Gew.# betrggen können.und der Kohlexistcffgehalt bei Verwendung von WolfraL&arbidpulver höchstens 3 Gew.,#7 und Lei Verwendung von Tantal- oder kolyodiinkarbidpulver höchstens 6 Gew.# und bei Verwendungf von-Niobkarbidpulver höchstens 12# betragen soll. Bei einem relativ niedrigen Kohlenstoffgehalt entsprechend den angegebenen Greiazen beiiält die karbUische Komponente einen stärker uetallischen Charakter, inebesondere wenn man berücksichtigt, daß sich bei den in Betracht komenden Brennbedingungen eine Ent;kohlung der Karbide vollzogen haben ddrite. Au Stelle der Metallpulver oder Garbide '"'-önlie.i den nochschmelzenden Gxiden aber auch Lietalloxide zugegeben iverciont iiie während des S#'iiLervor-,-aiiG,rea 42 Sauerstuff ahspaltea und sich CiaLei in iietalläiulliche Lzw. metallische Stoffe umwaiidelli und dadurcit eine die Versinterung

  ]je -i"tigent;e Bildung von -#bergangiistoffen hervorrufen. Als solche

  Letallbxide bei einem ß#-uterhörper c.us Almliiuiio.Zid, fbeis,#lelsweise

  Beirie14,fun',-en von Oxiden des Titan, Wolfrara, Molybdän oder Niob in Leng-en zwischen 1 und _e0 Gew.%, bezogen auf AluLiniuLioxid, iii Betracht. LÄ bekannter Ileiae kanli dabei das Aluuiniumoxid in allen Fällen auch kagneniuüloxid in der GrÖßenordnung von 0,5 Gew.# enthalten, was sich sirterfürdernd und kristallwachstumsheunend auswirkt.
• .Jie Herstellung der erfindu14;,s#l-eiaiU- aufgebauten Forüd.-Ziriier erfolgt m nach vorbekannten Verfahren durch Sinterugung, in 1'Iasserstoffatmosjp12üre. U #u-«e Sinterung kann jedoch aueli im HochvakuüLl bei Dmeken voil weniger als 10-4 Torr vorgenommen werden.
• Foru,;örper im Sinne der lefindung sind dabei nicht nur rein Liechanischeu Beans-pruchunGren besser gewachsen, sie zeigen auch eine Verbesserun-, der Wärmeleitfähigkeit und dmüt erhöhten Widerstand gegen Tem.)eraturwechsel. In wanchen Fällen ist auch die verbesserte.elektrigehe Leitfähigkeit der erlindwij#s-eriiä2,en tb ForJ;ör.5er je,#enUber t2 solchen aus reinen Iletalloxitlen von Vorteil.

Claims (2)

1. PatentansprÜche 1.. Uberwiegend aus hochschmelzenden Metalloziden, insbesondere Aluminium-G;£iü bestehender gesinterter Formkörper, dadurch gekennzeichnet» daß zur Verbesserung der Zu.-- und 13iegefesti&keit in den Formkörper Einlagen aus hocliwarufesten Metallen in Form von-Fan@;%, Drähten oder Folien eini#eaintert wind.
2. 2. Formkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als bochwärmfeste Ketalle solche Metalle Verwendung finden, deren Ausdehnung»-koeffizient ähnlich dem den hochsehmelzenden Metalloxide vo.VM4-weine kleiner als der den ketalloxide ist. 3. Formkörper nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekinmelohnet, daß als hochwarmfeste Metalle Wolfram, )lolybdän, Niob odez'hatal Verwendung finden. 4. Formkörper nach einem der Ansprüche 1 bin 39 dadurch gekom»leb#»tg daß die Summe der Querschnitte der Metalleinlagen in der tärken449 Zone oder Schicht nicht mehr als 60, vorzugsweise nicht mbr &In 20 Flächenprozent des Genamtquerschnitten auzmacht. 5. Formkörper nach einem der Amprüche 1 bin 4, dadurch gekom#tc)mett daß die Metalldrähte oder lietalliasern einen Durchmesaert eine Dicke zwischen 0,01 und 0,5 mm haben. Formkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch 4skenmotobaet, daß das hochwarmfeste Metall in Fem einen Geweben ei»gielat«t tat und die Mancheilweite zwischen 0,006 und Ojö mm liegt.,' 7. Formkörper nach einem der Ansprüche 1 bin 6, daduge4 daß die )Jetalldrähte oder -folien vor den Eineintet *i* A *ma Oberfläch#nschichten versehen wor en sind, dt4 o KM d zwischen den hochsehmeizenden Uot&lloxid und der bewirken. 84 ee*tirper neA e#" der Ansprüche 1 bin 7, dadurch gekennzeichnet, dä4 bei voi4vi vox abtalltolien diene Durchbrechungen aufweise&. 9. IFOM*brpet buh @tM der Aup4ohe 1 bin 8, dadurch' gekennzeichnet, das mw Seeinflanemg der Bpamviagessetände die hochschmelzenden Xettllmdde Zusätee der hooh*armfeaten Metalle oder ihrer Karbide in ftgi$rto» en"tens Wobei die mWenetzten Mengen bis zu 50 Geq% betrog« kq»» vad der "b»totiphalt bei Verwendung von Wolframkarbidpulver hbohntam 8 Qm# , bei Verwendung von Tantal- oder Molybdäa-Cwbi4püver hOohnte» 8 X md bei Verwendung von Niobt"Nidpulver hbobatm tt$ betragen soll. 10. JN»kbrper »ob einem der iß»prüohe 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei Pir*Urpern au& äl-Iaivmoxid Ozide von Titan, Wolfram oder Kolybdin La Mengen zwiseh» 1 vad 20 Gew.% zugenetzt sind. u. vortehren me IW$tellm4 einen lPomkbrperis nach einem der Ansprüche 109 dadafth gek«meteh»t, da£ die 8interung der Forzkörper la ein6r W oder in Rochvtdm« bei Drucken von I ie ; 4