Herstellung von partikelverstärkten Verbundwerkstoffen mit Titan- Matrix durch Kurzzeitsinterung

Partikelverstärkte Titan-Werkstoffe zeichnen sich durch verbesserte mechanische und insbesondere tribologische Kennwerte gegenüber der unverstärkten Matrixlegierung aus. Gepaart mit der geringen Werkstoffdichte erschließen sich Anwendungsgebiete für verschleißbeanspruchte Komponenten der Verkehrstechnik (z. B. Ventile, Pleuel, Kolbenböden). Der Zugabe von keramischen Verstärkungspartikeln ist aber aufgrund der Reaktivität des Titans bei den erforderlichen Herstellungstemperatur Grenzen gesetzt. So wird hier bevorzugt das vergleichsweise kostenintensive TiC eingesetzt, welches sowohl den Reibungskoeffizient als auch die Verschleißfestigkeit erhöht. Dem Einsatz von SiC-Teilchen steht die starke Reaktion mit Titan und der Bildung von intermetallischen Phasen während des Sinterns (Heißpressen) entgegen, die bereits bei Temperaturen oberhalb 800 degr C beginnt. Die Verwendung des Spark Plasma Sinterverfahrens, einer aktivierenden Kurzzeitsintertechnik, ermöglicht die Reaktion zwischen Verstärkung und Matrix zu kontrollieren. Im Rahmen des Vortrages wird die Herstellung von Ti6AI4V/15SiCVerbundwerkstoffen beschrieben, und die Ergebnisse für mittlere und großformatige Sinterkörper präsentiert.