/1/. Weitere Vorteile der Methode sind, daß schmelzmetallurgische Herstellungsmethoden ange-
wandt werden können und, daß bei allen Methoden oberflächliche Verunreinigungen der Keramik-
partikel fehlen, die die Bindung zur Matrix vermindern können. Die Form der Partikel bei der
schmelzmetallurgischen Herstellung ist platten- oder nadelförmig. Über den Sinterprozeß entstehen
jedoch eher globulitische „core shell“-Strtukturen.
Herstellung der Werkstoffe
Die schmelzmetallurgische Herstellung des Verbundwerkstoffes erfolgte mit Hilfe eines elektri-
schen Lichtbogenofens. Als Ausgangswerkstoffe dienten cp-Titan Grade 2 und FeB-Pulver der
Kornfraktion 45-63pum in Gehalten zwischen 10-30 Gew.%. Das Schmelzen erfolgte in einer was-
sergekühlten Kupferkokille unter einer Inertgasatmosphäre (Argon 4.8) von 600 mbar. Der Werk-
stoff wurde mehrfach umgeschmolzen, um eine homogene Verteilung der TiB-Partikel in der Ti-
tanmatrix zu erreichen. Da die Abkühlungsgeschwindigkeit in einer Kupferkokille vergleichsweise
hoch ist, wird die ß-Phase des Titans durch den hohen Fe-Gehalt (max. Löslichkeit ca. 25 Gew.%
bei 1085°C) bis auf Raumtemperatur stabilisiert. Bei verschiedenen schmelzmetallurgisch herge-
stellten Proben wurde deshalb bei 550°C iiber 12h in einem Vakuum von 10° mbar eine Wiarmebe-
handlung durchgefiihrt, um die Ausscheidung der intermetallischen Phase TiFe zu realisieren.
Bei der pulvermetallurgischen Herstellung wurden FeB-Pulver und cp Titan-Pulver Grade 2 (HDH-
Prozeß) mit Korngrößen von jeweils < 451m in unterschiedlichen Verhältnissen gemischt. Das Ge-
menge wurde mit 600 MPa kaltisostatisch gepreßt und bei 900°C über 24h in einem Vakuum von
10° mbar gesintert, um durch Diffusion in den Kontaktbereichen zwischen Ti- und FeB-Körnern
über die in situ-Reaktion TiB-Partikel zu erzeugen. Die Sinterlinge wurden in cp-Ti Rohren gekap-
selt und bei 1100°C mit einem Umformgrad größer 60% umgeformt, um die theoretische Dichte des
Verbundwerkstoffs zu erzielen. Alle Proben wurden geschliffen, poliert und mit der Pin on Disc-
Methode ohne Schmierung (Fy = 2N. s= 1000 m, v = 0.1 m/s) getestet.
Ergebnisse und Diskussion
yo NN ry In den Abb. 1 und 2 sind
a) TiFel6.3R 4) Fle 3837 Schliffbilder von Ti-
Legierungen mit ver-
schiedenen Gehalten an
FeB wiedergegeben. Man Ab
| erkennt, dal mit der ide
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bo sich jedoch in dem Ver- on
3 bundwerkstoff nicht nur N
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TiB-Partikel, die primar ol
Abb. I a-b: Legierungen des Systems Ti- Abb. 2 a-b: Legierungen aus Abb. 1, aus der Schmelze ausge- = -
Fe-B /2/ ausgelagert /2/ MW
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