DE69221690T2

DE69221690T2 - Rotor für ölpumpe aus einer aluminiumlegierung und dessen herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE69221690T2
Application number: DE69221690T
Authority: DE
Inventors: Katsuyoshi Itami Works O Kondo; Yoshinobu Itami Works O Takeda
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Sintered Alloy Ltd
Priority date: 1991-04-03
Filing date: 1992-04-03
Publication date: 1998-04-02
Anticipated expiration: 2012-04-04
Also published as: EP0533950B1; US5368629A; EP0533950A4; EP0533950A1; WO1992017302A1; DE69221690D1

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor für eine Ölpumpe, beispielsweise eine Ölpumpe zur Verwendung in einem Automatikgetriebe.

Stand der Technik

Heutzutage besteht eine große Nachfrage nach Kraftfahrzeugen, die weniger Kraftstoff verbrauchen. Eine Möglichkeit, die Kraftstoffeffizienz zu verbessern, besteht darin, das Gesamtgewicht eines Fahrzeugs zu verringern. Um das Gewicht des Fahrzeugs zu reduzieren, werden Anstrengungen unternommen, um das Gewicht einzelner Bauteile eines Fahrzeugs zu verringern.
In diesem Zusammenhang gilt es als äußerst wichtig, das Gewicht einer Ölpumpe zu reduzieren, denn 1) durch die Verringerung des Gewichts der Pumpe und der sie umgebenden Teile und 2) durch die Verringerung des Gewichts ihrer Reibungsteile und drehbaren Teile kann eine verbesserte Pumpenkapazität erwartet werden. So besteht beispielsweise im Fall einer bekannten Ölpumpe zur Verwendung in einem Automatikgetriebe ein Teil (Pumpengehäuse) aus Eisen (hauptsächlich Gusseisen oder Druckgusseisen) und wiegt mehr als 5 kg. Wenn das gleiche Teil aus einer Aluminiumlegierung besteht, wiegt es weniger als 2 kg, was einer Gewichtsverringerung von etwa 60% entspricht. Eine so leichte Pumpe bietet eine verbesserte Pumpenkapazität.
Bisher wurde bei der Herstellung eines hochpräzisen gezahnten Teils (Zahnrad), das die Form einer Trochoidenkrümmung oder einer Involutenkurve hat, aus einem Eisensinterteil, eine Formpresstechnik angewandt, bei der Poren, die in dem Sinterteil in einem Maß von 10 - 20 % verbleiben, durch die Anwendung von Druck teilweise geschlossen werden, wodurch das Sinterteil lokal in die Form verformt wird, die der Metallform entspricht, ohne dass hierbei eine wahrnehmbare plastische Verformung auftritt. Das so hergestellte Zahnrad besitzt eine hohe Maßgenauigkeit.
Andererseits ist es praktisch unmöglich, ein derartiges Sinterverfahren bei einem Teil aus einer Aluminiumpulverlegierung anzuwenden, da im Fall eines Aluminiumlegierungspulvers die Oxidschicht, die sich auf dessen Oberfläche bildet, häufig die Diffusion und das Sintern hemmt. Das Sintern kann nur in einer eutektischen Flüssigkeitsphase stattfinden, die bei extrem hoher Temperatur auftritt. Ein derartiger Sintervorgang neigt jedoch dazu, die mikroskopische und gleichmäßige metastabile Legierungsphase schwer zu beschädigen, die durch das Schnellhärtungsverfahren oder das mechanische Legierungsverfahren erzielt wird, und ist daher praktisch sinnlos. Wenn ein Werkstoff, der durch die Verfestigung von Aluminiumpulver hergestellt wird, Poren in einer Rate von 10 - 20 % haben soll, wie im Fall eines Eisensinterstoffs, könnte ein derartiger Werkstoff außerdem niemals für Gleitelemente verwendet werden, da seine Festigkeit außerordentlich niedrig ist.
Außerdem wird bei der Herstellung eines Elements aus einer Aluminiumpulverlegierung unter Anwendung der Sintertechnik das Aluminiumlegierungspulver kalt geformt und verfestigt und dann warmgeschmiedet. Die beim Warmschmieden entstehende Wärme neigt dazu, die Form und den verfestigten Werkstoff auszudehnen und schrumpfen zu lassen und damit die Abmessungen des verfestigten Matenals zu verändern. Deshalb war es schwierig, nur durch die Warmschmiedetechnik ein Teil herzustellen, das bezüglich der Maßgenauigkeit mit einem Eisensinterteil zu vergleichen ist. Wenn der erstarrte Pulverpressling eine wahre Dichte besitzt, ist das, was geschieht, eher erneutes Schmieden als Formpressen. Daher ist es unmöglich, die Maßgenauigkeit zu verbessern.
Außerdem treten bei einem Rotor einer Ölpumpe, wenn er aus einer von verschiedenen bekannten Aluminiumlegierungen besteht, folgende Probleme auf:
1.) Wenn der Rotor nach einem Verfahren der Aluminiumblockmetallurgie (I/M) hergestellt wird, bei welcher bisher als Gleitelement, wie z.B. als Kolben oder Lager, z.B. AC8B und A390 verwendet wurde, würde an seiner Zahnfläche ein schwerer Schaden aufgrund von Verschleiß auftreten, der aus Neigungsverschleiß aufgrund von ungenügender Festigkeit gegen Reibverschleiß zwischen Aluminiumlegierungen und Flächendruckermüdung resultiert. Außerdem tritt aufgrund des Blockierens zwischen Pumpe und Gehäuse an der Endfläche und am äußeren Umfangsbereich ein gravierender Adhäsionsverschleiß auf. Wenn der Rotor sich mit hoher Geschwindigkeit dreht, kann außerdem aufgrund der ungenügenden Festigkeit des Rotors an dem Verbindungsbereich mit der Welle ein Ermüdungsbruch auftreten. Darüber hinaus ist ein weiteres Zerspanen notwendig, da durch Kaltumformen keine präzise und komplexe Form hergestellt werden kann. Mit steigendem prozentualen Anteil von Si wird der Primärkristall von Si zu grob, wodurch die Festigkeit und Zähigkeit verringert wird. Andererseits muss der Fe-Gehalt zwischen 3 und 10 % liegen, um eine ausreichende Hochfestigkeitstemperatur zu erreichen. Wenn jedoch im Fall von Blockmetallurgie der Fe-Gehalt über 5 % liegt, ergibt sich eine grobe nadelartige Struktur, die die Zähigkeit der Legierung senkt.
2.) Wird ein Rotor aus einer Pulverlegierung aus Al mit einem hohen Maß von Si durch die Schnellhärtungs-Pulvermetallurgie- Technik hergestellt, wird sein Wärmeausdehnungskoeffizient niedriger als der des Materials des Pumpengehäuses, da er Si in hohem Maß enthält. Bei einer Gleitbewegung bei einer Temperatur von etwa 150ºC verbreitert sich das Spiel zwischen dem Gehäuse und dem Rotor, wodurch die Pumpkapazität verringert wird. Darüber hinaus hat das Legierungsmaterial, aus dem der Rotor besteht, eine niedrige Hochtemperaturfestigkeit. Daher ist es schwierig, dieses Material zur Herstellung eines Rotors zu verwenden, der bei einer Temperatur von etwa 150ºC eingesetzt wird, d.h. eines Rotors, auf den sich die vorliegende Erfindung bezieht.
3.) Besteht ein Rotor aus einer Al-Zn-Pulverlegierung, die sich aus Al und einer hohen Rate von Zn zusammensetzt, hergestellt durch Schnellhärtungs-Pulvermetallurgie-Technik, so ist seine Verschleißfestigkeit gering, obwohl er aufgrund von bemerkenswerten Vergütungseigenschaften eine gute Hochtemperaturfestigkeit besitzt. Daher ist dieser Werkstoff nicht als Material für einen Rotor geeignet, bei dem eine hohe Verschleißfestigkeit erforderlich ist, also einen Rotor, den die vorliegende Erfindung betrifft.
Um durch die Verwendung von Hochleistungs-Aluminiumlegierungspulver, das durch das Schnellhärtungsverfahren oder das mechanische Ziehverfahren hergestellt wird, ausgezeichnete Eigenschaften in einem verfestigten Körper zu erhalten, müssen die Partikel des Pulvers der Aluminiumlegierung perfekt miteinander verbunden sein. Eine derartige Bindung wird jedoch durch einen Oxid-Aluminiumfilm, der jeden Pulverpartikel bedeckt, gehemmt. Im Allgemeinen ist es möglich, die Oxidschicht durch angemessene Auswahl der Erwärmungs- und Unter-Druck-Setzungs-Bedingungen ausreichend zu entfernen bzw. zu brechen und zu zerstören, damit die Pulverpartikel fest miteinander verbunden werden, wobei eine metallische Bindungs- und Festphasendiffusion entsteht.
Eine Aluminiumoxidschicht entsteht hauptsächlich dann, wenn das Pulver gebildet wird und der Pulverpressling erwärmt wird. Wenn bei der Herstellung eines Teils aus einer Aluminiumpulverlegie rung der Pulverpressling auf eine Temperatur von 300ºC oder mehr erwärmt wird, verdampft das Kristallwasser, das durch die Aluminiumpulverpartikel adsorbiert wird, und reagiert mit dem Aluminium, wodurch eine feste Oxidschicht auf der Oberfläche des Pulverpartikels gebildet wird. Hierdurch wird, wie oben beschrieben, die Bindung zwischen den Pulverpartikeln gehemmt. Das so hergestellte Teil hat eine ungenügende Festigkeit.
Schnell erhärtetes Aluminiumpulver, das Übergangselemente wie Fe, Ni und Cr enthält, weist mikroskopische Ablagerungen intermetallischer Verbindungen dieser Übergangselemente mit Aluminium auf (wie z.B. FeAl&sub3;, NiAl&sub3; und CrAl&sub3;). Die intermetallischen Verbindungen, die sich in dem Pulver der Aluminiumlegierung absetzen, haben äußerst geringe Diffusionskoeffizienten in Bezug auf die Aluminiummatrix. Wenn beim Warmschmieden eines derartigen Aluminiumlegierungspulvers das Pulver ein Übergangselement oder - elemente in großen Mengen enthält, hemmen daher die intermetallischen Verbindungen, die sich beim Erwärmen vermehrt haben, die Diffusionsbindung zwischen den Aluminiumpulverpartikeln. Dies macht es schwierig, ein Element aus einer Aluminiumpulverlegierung zu schaffen, das ausreichende Stärke und Festigkeit besitzt.
Das oben beschriebene Verfahren zur Herstellung eines Elements aus einer Aluminiumpulverlegierung wird z.B. in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung 63-60265 vorgeschlagen, in der der Pulverpressling einer Wärmebehandlung in der Atmosphäre unterzogen wird, um den Wassergehalt zu beseitigen, der durch die Oberflächen der Pulverpartikel adsorbiert wurde. Wie oben beschrieben, reagiert jedoch der entfernte Wassergehalt wieder mit dem Aluminium, wodurch starke Aluminiumoxidschichten auf den Oberflächen der Pulverpartikel gebildet werden. Hierdurch wird die Bindung zwischen den Partikeln gehemmt. Darüber hinaus wird bei dieser Veröffentlichung nach dem Erwärmen des Pulverpresslings als vorbereitender Schritt ein Warmschmieden in geschlossenem Gesenk durchgeführt, gefolgt von zweimaligem Warmschmieden, um die Oxidschichten auf den Oberflächen der Pulverpartikel ausreichend zu zerstören und damit die Partikel miteinander zu verbinden. Dieses Verfahren ist also eher kostspielig.
Bisher wurden Versuche unternommen, die Verschleißfestigkeit eines Gleitelements aus einer Aluminiumlegierung durch die Zugabe von Si-Kristallen oder Hartpartikeln wie SiC, TiC und Al&sub2;O&sub3;-Partikel zu verbessern. Wenn jedoch die atmosphärische Temperatur aufgrund von Reibungswärme während des Betriebs einen Wert von 100ºC übersteigt, beginnt das Aluminium, das die Matrix des Gleitelements bildet, aufzuweichen, und die Festigkeit des Elements beginnt zu sinken. Daher wird das Reibungselement anfälliger für mechanische Schäden aufgrund des Gleitens und der Reibung. Außerdem können aufgrund der Scherkraft, die während des Reibkontakts wirkt, Si-Kristalle oder Hartpartikel abfallen. Hierdurch wird die Verschleißfestigkeit des Reibungselements verringert.
Die Schriften JP-A-100 56 21 und Chemical Abstracts, Bd. 111, Nr. 18, Auszug Nr. 158773 beschreiben kaum extrudierbare Blöcke von Aluminiumlegierungen, die ohne Rissbildung extrudiert werden, um Rotoren für Klimaanlagen mit Eigenantrieb oder Drehkompressoren herzustellen. Die Alumimiumlegierung enthält 10-25% Si, 0,5-5% Cu, 0,2-1,5% Mg und Fe, Ni und/oder 0,2-10% Mn. Beim Extrudieren wird der Strang an seinem Kopf mit einer leicht zu extrudierenden Aluminiumlegierung und an seinem Umfang mit einer dünnen Schicht aus der gleichen Aluminiumlegierung versteift, um den anfänglichen Druck beim Extrudieren zu senken. Der anfängliche Druck wird von 1400-1500 auf 850-900 Tonnen gesenkt, um einer Rißbildung beim Extrudieren vorzubeugen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein wirtschaftliches Herstellungsverfahren zu schaffen, bei dem die Rate der verbleibenden Poren im erhärteten Pulver einem für das Formpressen erforderlichen Wert angepasst wird, wodurch das Sinken der Festigkeit des erhärteten Pulvers eingeschränkt wird, während gleichzeitig eine mikroskopische und gleichmäßige metastabile Legierungsphase erhalten wird, die für eine höhere Verschleißfestigkeit erforderlich ist. Eine weitere Aufgabe besteht darin, unter Anwendung des oben erwähnten Verfahrens einen Rotor für eine Ölpumpe zu schaffen, der bezüglich der Maßgenauigkeit und der Verschleißfestigkeit mit einem Rotor aus einem Eisensinterwerkstoff zu vergleichen ist.

Offenbarung der Erfindung

Durch verschiedene Experimente und Forschungen haben die Anmelder der vorliegenden Erfindung erfolgreich einen Rotor für eine Ölpumpe entwickelt, der aus einem Pulver einer Aluminiumlegierung mit Übergangselementen besteht und der eine hohe Maßgenauigkeit und Verschleißfestigkeit besitzt, sowie ein relativ einfaches und wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung eines derartigen Rotors.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors für eine Ölpumpe geschaffen, bestehend aus einem ersten Schritt, bei dem ein Pulver einer Aluminiumlegierung gebildet wird, welches in Bezug auf das Gewicht
5-17% Si als ein erstes Legierungselement;
insgesamt 15% oder weniger von mindestens einem Übergangselement als zweites Legierungselement, auszuwählen aus der Gruppe aus 3-10% Fe, 3-10% Ni und 1-8% Cr;
insgesamt 5% oder weniger von mindestens einem Legierungselement als drittes Legierungselement, auszuwählen aus der Gruppe aus Mo, V, Zr, je 1-5%; und
1-5% Cu, 0,2-1,5% Mg und 0,2-1% Mn als vierte Legierungselemente enthält;
wobei der Rest aus Aluminium und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht,
und zwar in einer kalten oder warmen Umgebung, um einen Pulverpressling mit einer Dichte von 75 - 93 % zu erhalten, einem zweiten Schritt, bei dem der Pressling in der Atmosphäre eines reaktionsträgen Gases, wie z.B. Stickstoff und Argon, bei einer Temperatur von 300-560ºC 0,25 bis 3 Stunden lang erwärmt wird, einem dritten Schritt, bei dem der Pulverpressling entweder bei einer Temperatur von 300-560ºC mit einer Extrusionsrate von 3 heißextrudiert und dann axial komprimiert wird, oder in umgekehrtem Sinne zuerst axial komprimiert wird, um die Porenrate auf 3- 5% zu reduzieren, und dann heißextrudiert wird, wodurch jegliche mikroskopische Poren in der Oberflächenschicht des erhärteten Presslings an Bereichen, die in Kontakt mit sich axial erstrekkenden Flächen einer Metallform stehen, vollständig entfernt werden, wobei im mittigen Teil des Presslings Poren in einer Rate von 2-5 % verbleiben, und einem vierten Schritt, bei dem der im dritten Schritt erhaltene erhärtete Pressling einer Behandlung durch Formpressen in einer kalten oder warmen Umgebung unterzogen wird, wodurch der Rotor erzeugt wird, der im Vergleich zu bekannten Aluminium-Schmiedestücken eine hohe Maßgenauigkeit aufweist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Rotor für eine Ölpumpe geschaffen, bestehend aus einem Innenrotor und einem Außenrotor, welche aus einer Aluminiumpulverlegierung bestehen, wobei die äußere Umfangsfläche oder die innere Umfangsfläche jedes Rotors die Form einer Trochoidenkrümmung oder einer Involutenkurve hat, oder eine andere leistungsmäßig damit vergleichbare Zahnform, wobei einer oder beide der Innen- und Außenrotoren durch das obengenannte Verfahren erzeugt wird bzw. werden.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

Fig. 1 ist ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen dem Formpressvermögen der Legierung mit einer Zusammensetzung gemäß Tabelle 1 und der Festigkeit des erhärteten Presslings und der Rate der verbleibenden Poren zeigt, und Fig. 2 ist eine Endansicht eines Pumpenrotors nach der vorliegenden Erfindung.

Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung

Nachfolgend wird zuerst die Funktion und der Gehalt jeder der Komponenten der Legierung beschrieben.

(Erstes Legierungselement)

Si: Mikroskopisch in der Aluminiummatrix verteilt, dient Silizium dazu, die Festigkeit der Matrix zu verbessern und das Wachsen der intermetallischen Verbindungen von Aluminium und Übergangselementen wie Fe, Ni und Cr, was nachfolgend noch beschrieben wird, zu verhindern. Ist der Gehalt an diesem Element niedriger als 5 %, sind keine ausreichenden Wirkungen zu erwarten. Bei einem Gehalt von mehr als 17 % wird der Partikeldurchmesser der Primärkristalle von Silizium so groß, dass die Festigkeit und Zähigkeit der Legierung sinken und die Schmiedbarkeit sich verschlechtert.

(Zweite Legierungselemente)

Fe: Dieses Element dient dazu, die Hochtemperaturfestigkeit der Matrix zu verbessern, indem metallische Verbindungen von Aluminium und Fe (wie FeAl&sub3;) gebildet werden. Bei einem Gehalt von weniger als 3 % kann keine ausreichende Verbesserung der Eigenschaft erwartet werden. Bei einem Gehalt von mehr als 10 % werden die intermetallischen Verbindungen so groß, dass die Festigkeit und Zähigkeit der Legierung abnehmen.
Ni: Ähnlich wie Fe dient dieses Element dazu, die Hochtemperaturfestigkeit der Matrix zu verbessern, indem intermetallische Verbindungen von Aluminium und Fe (wie NiAl und NiAl&sub3;) gebildet werden. Bei einem Gehalt von weniger als 3 % kann keine ausreichende Verbesserung der Eigenschaft erwartet werden. Bei einem Gehalt von mehr als 10 % werden die intermetallischen Verbindungen so groß, dass die Festigkeit und die Zähigkeit der Legierung abnehmen.
Cr: Dieses Element dient dazu, die Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen. Die Festigkeit der Matrix nimmt ebenfalls zu, da dieses Element mikroskopisch in die Matrix eindiffundiert, und auch mikroskopische intermetallische Verbindungen von Al und Cr (wie CrAl&sub3;) werden gebildet. Bei einem Gehalt von weniger als 1 % reicht die Wirkung nicht aus. Bei einem Gehalt von mehr als 8 % verbessert sich die Wirkung nicht weiter - im Gegenteil: Das kristallisierte Produkt wächst und die Festigkeit und Zähigkeit der Matrix nehmen ab.
Die Übergangselemente entfalten die oben erläuterten Wirkungen individuell, sofern der jeweilige Gehalt innerhalb des jeweils vorgeschriebenen Bereiches ist. Ist jedoch der Gesamtanteil eines oder mehrerer der obigen Elemente größer als 15 %, verbessern sich die Wirkungen nicht weiter. Da Elemente mit hohem Schmelzpunkt in großer Menge bei der Vorbereitung des Materialpulvers zugesetzt werden, steigt außerdem die Temperatur, die erforderlich ist, um das Pulver gleichmäßig zu schmelzen. Hierdurch werden die Materialkosten erhöht.

(Dritte Legierungselemente)

Mo, V, Zr: Diese Elemente diffundieren mikroskopisch und gleichmäßig in die Matrix ein und dienen dazu, die Festigkeit der Aluminiummatrix zu erhöhen. Ist der Gehalt jedes Elements niedriger als 1 %, so wird keine ausreichende Wirkung erzielt. Ist der Gesamtanteil dieser Elemente höher als 5 %, so steigt die Kerbempfindlichkeit dieser diffundierten Partikel. Hierdurch wird die Festigkeit der Matrix verringert.

(Viertes Legierungselement)

Cu und Mg: Beide dienen dazu, die mechanischen Eigenschaften der Matrix, wie z.B. Festigkeit und Härte, durch Lösungsglühen zu verbessern. Außerdem setzen sie sich auf der Aluminiummatrix ab und verhindern damit das Wachsen der intermetallischen Verbindungen zwischen Aluminium und Übergangselementen wie Fe, Ni und Cr. Bei einem Cu-Gehalt von weniger als 1 % ergibt sich keine ausreichende Wirkung. Bei einem Gehalt von mehr als 5 % verbessert sich nicht nur die Wirkung nicht weiter, sondern die Korrosionsbeständigkeit nimmt ebenfalls ab. Bei einem Mg-Gehalt von weniger als 0,5 % wird keine ausreichende Wirkung erzielt. Bei einem Gehalt von mehr als 1,5 % verbessert sich nicht nur die Wirkung nicht weiter, sondern das kristallisierte Produkt wächst auch zu sehr, und die Festigkeit und Zähigkeit der Matrix nehmen ab.
Mn: Dieses Element dient dazu, die Festigkeit der Aluminiumlegierung durch Lösungsglühen und durch Umwandlung der Legierung in eine Faserstruktur zu erhöhen. Es dient außerdem dazu, das Wachsen der intermetallischen Verbindungen von Aluminium und Übergangselementen wie Fe, Ni und Cr zu verhindern. Bei einem Gehalt von weniger als 0,2 % wird keine ausreichende Wirkung erzielt. Bei einem Gehalt von mehr als 1 % verbessert sich nicht nur die Wirkung nicht weiter, sondern die Festigkeit und Zähigkeit der Matrix nehmen auch ab, da grobe kristallisierte Partikel gebildet werden.
Wird jedoch das schnell erhärtete Pulver, das aus den Bestandteilen besteht, die in den Ansprüchen aufgezeigt werden, mit einer Geschwindigkeit von weniger als 10²ºC/sec. abgekühlt, wachsen die intermetallischen Verbindungen und die Struktur übermäßig. Die oben beschriebenen ausgezeichneten Eigenschaften sind also nicht zu erwarten. Bei einer Abkühlgeschwindigkeit von mehr als 10&sup6;ºC/sec. verbessern sich nicht nur die obengenannten Eigenschaften nicht weiter, sondern die Kosten des Pulvers erhöhen sich ebenfalls.
Andererseits hat eine schnelle Erhärtung keine Wirkung auf eine I/M-Legierung mit gleicher Zusammensetzung im Vergleich zu einer P/M-Legierung. Daher ist es schwierig, einer I/M-Legierung die obengenannten Eigenschaften zu geben.
Deshalb besteht das Gleitelement nach der vorliegenden Erfindung aus einem Pulver einer Aluminiumlegierung, das eine vorherbestimmte Zusammensetzung hat, wie sie in den Ansprüchen definiert ist, und das mit einer Abkühlgeschwindigkeit erhärtet, die zwischen 10²ºC/sec. und 10&sup6;ºC/sec. liegt.
Als nächstes soll ein relativ einfaches und wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung eines Elements aus erhärtetem Pulver mit hoher Maßgenauigkeit beschrieben werden, bei dem ein Pulver einer Aluminiumlegierung mit der Zusammensetzung gemäß den Ansprüchen verwendet wird.
Wie oben beschrieben, wird davon ausgegangen, dass die Porenrate in dem Element aus erhärtetem Pulver eng verbunden ist mit dem Formpressvermögen zur Formung eines erhärteten Pulverelements mit hoher Genauigkeit durch Schließen der Poren und mit der Festigkeit des Elements.
Es wurde davon ausgegangen, dass die Porenrate von äußerster Wichtigkeit ist. Aufgrund dieser Annahme wurde versucht, bei der Herstellung eines Rotors für eine Ölpumpe mit Pulvermetallurgietechnik die Porenrate zu optimieren. Der so hergestellte Rotor wies eine hohe Maßgenauigkeit und ausgezeichnete Verschleißfestigkeit und Gleiteigenschaften auf. Nachfolgend werden die Herstellungsbedingungen im Detail beschrieben.
Die Abmessungen eines Pulverpresslings können sich während des Heißextrudierens oder Warmschmiedens aufgrund von Wärmeausdehnung und Schrumpfen der Metallform bzw. des Gesenks und des Pulverpresslings ändern. Daher war es schwierig, nur mit herkömmlicher Pulvermetallurgie ein Element aus erhärtetem Pulver zu erhalten, das eine hohe Maßgenauigkeit aufwies, wie sie mit einem Eisensinterteil vergleichbar war.
Deshalb wurde ein alternatives Verfahren getestet, bei dem Poren in dem Element aus erhärteten Pulver verbleiben und während des Formpressens durch die Anwendung von Druck teilweise zusammenfallen, während eine plastische Verformung des Elements insgesamt verhindert wird, um das Element durch lokale Verformung in eine Form zu bringen, die der Pressform entspricht. Hierdurch wird eine hohe Maßgenauigkeit des Elements aufrechterhalten. Darüber hinaus wurde nach einer optimalen Rate von verbleibenden Poren gesucht, bei der das Element eine hohe Festigkeit beibehält.
Das Abnehmen der Festigkeit des Elements, verursacht durch die verbleibenden Poren, kann möglicherweise zurückgeführt werden auf die Spannungskonzentration in den Poren, die sich aus der Form sogenannter zusammenhängender Poren ergibt, sowie auf die Verschlechterung der Korngrenze durch eine oxidierende Atmosphäre, die Wasser enthält, das durch die zusammenhängenden Poren in das Element eindringt. Um dieses Problem zu lösen, wurde versucht, die verbleibenden Poren so weit wie möglich abzurunden und jegliche zusammenhängende Poren zu beseitigen, um zu gewährleisten, dass nur voneinander isolierte Poren existieren.
Bei einer gewöhnlichen Pulvermetallurgietechnik verändern die verbleibenden Poren ihre Form von zusammenhängenden Poren in isolierte Poren bei einer relativen Dichte von etwa 94 %. Wenn die Poren als zusammenhängende Poren vorliegen, kann die umhegende Atmosphäre in die Poren eindringen und reagiert häufig mit dem Element. Sind die Poren isoliert, so dringt die umgebende Atmosphäre in kontrolliertem Maß durch die Oberflächenschicht in das Element ein. Die Reaktion ist also sehr langsam. Wenn das alte Pulver verformt wird und die Korngrenzen miteinander in Kontakt kommen, schrumpfen die Luftblasen. Es ist jedoch praktisch unmöglich, die Luftblasen zu beseitigen, die beispielsweise an Tripelpunkten der Korngrenzen verbleiben. Ob die Luftblasen dreidimensional miteinander in Verbindung stehen oder nicht, hängt praktisch allein von der relativen Dichte ab. Wie oben beschrieben, ist eine relative Dichte von 94 % die Grenze.
Andererseits entwickeln sich beim pulvermetallurgischen Verfahren Oberflächenschäden wie Poren und pulverfreie Bereiche an Bereichen, an welchen der erwärmte Pulverpressling mit einer Metallform oder einem -gesenk in Kontakt kommt, d.h. an der Oberflächenschicht des Presslings. Daher ist die Festigkeit meist dort niedrig, wo schwarzer Sinter verbleibt.
Dies geschieht, da die Oberflächentemperatur des erwärmten Pulverpresslings abnimmt, wenn er mit der Form oder dem Gesenk in Kontakt kommt. Eine Verformung des Pulvers wird schwierig. Infolgedessen wird die auf der Pulveroberfläche gebildete Oxidschicht nicht ausreichend zerbrochen und zerstört. Dies hemmt die metallische Bindung und Diffusionsbindung zwischen den Pulverpartikeln, woraus wiederum folgt, dass Luftblasen an derartigen Bereichen als Tripelpunkte der Korngrenzen verbleiben. Dieses Problem kann durch Erhöhen der Temperatur der Form wirksam verhindert werden. Dies erhöht jedoch die Wahrscheinlichkeit eines Blockierens zwischen der Form und dem Pulverpressling. Es wird also schwierig, den Pressling mit hoher Maßgenauigkeit zu formen.
Da die Oberfläche des erwärmten Pulverpresslings dazu neigt, Wasser in der Luft zu adsorbieren, ist außerdem die Oberflächenschicht einer oxidierenden Atmosphäre ausgesetzt. Deshalb bilden sich häufig Oxidschichten auf den Oberflächen der Partikel, die eine Bindung der Pulverpartikel erschweren. Außerdem werden während der Wärmebehandlung jeglicher Wassergehalt und andere organische Komponenten, die in dem Pulverpressling verbleiben, verdampft oder zersetzt und durch die Korngrenzen in die Atmosphäre abgegeben. Da jedoch die Temperatur an der Oberflächenschicht in diesem Zustand relativ niedrig ist, tritt kein ausreichendes Verdampfen bzw. keine ausreichende Zersetzung auf. Hierdurch werden die Bindungsfähigkeit zwischen den Pulverpartikeln und die Festigkeit verringert.
Daher ist beim ersten Arbeitsschritt die relative Dichte des Pulverpresslings auf einen solchen Bereich eingeschränkt, dass zusammenhängende Poren existieren (75-93 %). Nach dem Erwärmen des Presslings in der Atmosphare eines reaktionsträgen Gases wie Stickstoff oder Argon (zweiter Schritt) werden die Pulverpartikel miteinander verbunden, während gleichzeitig die Poren in einer warmen Umgebung isoliert werden, in der die Formänderungsfestigkeit des Werkstoffs abnimmt (dritter Schritt). Zu diesem Zeitpunkt wird die Oberflächenschicht einer Schubverformung unterzogen, um ein plastisches Fließen zu erzeugen und damit die obengenannten Oberflächenschäden zu beseitigen, während in den mittigen Teilen des Körpers aus erhärtetem Pulver isolierte Poren verbleiben. Die Oxidschichten auf den Oberflächen der Pulverpartikel werden gänzlich zerbrochen und zerstört, so dass die Pulverpartikel eng miteinander verbunden werden und die Ober-35 flächenschicht verdichtet wird. Im nachfolgenden vierten Schritt erfolgt das Formpressen unter Verwendung der isolierten Poren, die in den mittigen Teilen des Körpers aus erhärtetem Pulver verbleiben.
Bei diesem Schritt ist es wichtig, dass Poren in dem Körper aus erhärtetem Pulver verbleiben. Der Einfluss der verbleibenden Poren auf die Festigkeit des Elements aus erhärtetem Pulver wurde untersucht. Das Ergebnis zeigt, dass es notwendig ist, die Pulverpartikel in so einem Maß zu verformen, dass die Porenrate in dem Element aus erhärtetem Pulver 2-5 % beträgt, wie in Fig. 1 dargestellt, damit das erhärtete Element im Vergleich zu dem Zustand der wahren Dichte eine ausreichende Festigkeit besitzt (die Zusammensetzung des verwendeten Pulvers ist in Tabelle 1 dargestellt). Um eine Formpressbehandlung unter Verwendung der verbleibenden Poren durchzuführen, muss die Porenrate auf einen optimalen Wert eingestellt werden. Es stellte sich heraus, dass bei der Durchführung des ersten Schritts der vorliegenden Erfindung unter Verwendung einer Aluminiumpulverlegierung ein Formpressen möglich ist, wenn die Porenrate 2 % oder mehr beträgt. Selbst bei einer Porenrate von mehr als 2 % ist ein Formpressen möglich. Ist diese Rate jedoch zu hoch, so sinkt die Festigkeit des Elements in unakzeptablem Maß. Bei einer Porenrate von 2 % oder weniger wird das Formpressen eher wie Schmieden, so dass der Verformungswiderstand und die Restspannung steigen und ein Blockieren auftreten kann. Hierdurch verschlechtert sich die Maßgenauigkeit.
Nachfolgend werden die Schritte eins bis vier genauer beschrieben.

(Erster Schritt)

Um zu gewährleisten, dass isolierte Poren im mittigen Teil des Elements aus erhärtetem Pulver verbleiben und um das Element im dritten Schritt durch plastisches Warmumformen zu verfestigen, ist es notwendig, jeglichen Wassergehalt und andere organische Substanzen, die in dem Pulverpressling vorhanden sind, ausreichend zu zersetzen und sie durch die Korngrenzen aus dem Pressling auszustoßen. Zu diesem Zweck muss die relative Dichte des Pulverpresslings im ersten Schritt innerhalb eines solchen Bereichs liegen, dass zusammenhängende Poren vorliegen (75-93 %).
Da es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein mechanisches Teil herzustellen, das aus einer Hochleistungs-Aluminiumlegierung besteht und eine hohe Maßgenauigkeit besitzt, muss dem Pressling eine komplexe Form gegeben werden können. Eine derartige komplexe Form kann im ersten Schritt durch Kaltpressen des Pulvers erzeugt werden. Bei Formgebung für einen weniger komplex ausgebildeten Pulverpressling kann das Pulver jedoch auch in einer warmen Umgebung geformt werden. Bei der Durchführung des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung sollte vorzugsweise ein relativ grobes Pulver verwendet werden, denn bei der Herstellung eines Elements aus erhärtetem Pulver mit komplexer Form und hoher Maßgenauigkeit muss die Dichte des Pulverpresslings an unterschiedlichen Bereichen gleichmäßig sein und die Variation der Abmessungen bei der Erwärmung auf ein Minimum reduziert werden. Es ist jedoch äußerst schwierig, feines Aluminiumpulver mit geringer Fließfähigkeit durch Handhabung bei hoher Geschwindigkeit in eine Form zu füllen. Um also die Fließfähigkeit zu verbessern, ist grobes Pulver zu bevorzugen. Außerdem ist es bei der Handhabung feinen Pulvers wichtig, zu verhindern, dass Pulver in den Spalt zwischen der Form und dem Pressling fällt und die Form blockiert.

(Zweiter Schritt)

Die Wärmebehandlung ist ein wichtiger Schritt zum Verdampfen und Entfernen jeglichen Wassergehalts und jeglicher anderer organischer Substanzen, die durch die Pulverpartikel der Aluminiumlegierung adsorbiert werden, und damit zur vollständigen Verbindung der Pulverpartikel miteinander. Die optimalen Bedingungen bei der Erwärmung sind folgendermaßen festgelegt:
Atmosphäre: reaktionsträges Gas, wie z.B. Stickstoff und Argon, Erwärmungstemperatur: 300-560ºC, Erwärmungszeit: 0,25-3 Stunden.
Ist die Erwärmungstemperatur niedriger als 300ºC oder die Erwärmungszeit kürzer als 0,25 Stunden, so würden der Wassergehalt und andere organische Substanzen, die durch die Pulverpartikel adsorbiert werden, nicht ausreichend verdampft und entfernt werden. Doch selbst wenn das durch die Pulverpartikel der Aluminiumlegierung adsorbierte Kristallwasser durch Erwärmung des Vorformlings auf 300ºC oder mehr verdampft wird, kann - wie oben beschrieben - das Wasser wieder mit dem Aluminium reagieren, wodurch sich Aluminiumoxidschichten auf der Oberfläche des Pulvers bilden. Dies hat eine negative Auswirkung auf die Bindung zwischen den Pulverpartikeln. Durch die Erwärmung des Pulver-Vorformlings in der Atmosphäre eines reaktionsträgen Gases wie Stickstoff und Argon wird eine Reaktion zwischen dem verdampften Kristallwasser und dem Aluminium verhindert. Dies verhindert wiederum die Bildung von Aluminiumoxidschichten. Wenn andererseits die Erwärmungstemperatur höher ist als 560ºC oder die Erwärmungszeit länger ist als 3 Stunden, wird die mikroskopische Struktur im Pulver beschädigt, und die Eigenschaften des durch die Schnellerhärtungsbehandlung erhaltenen Pulvers gehen verloren. Aus den obengenannten Gründen wird daher die Wärmebehandlung des Pulvervorformlings in einem reaktionsträgen Gas wie Stickstoff und Argon bei einer Erwärmungstemperatur von 300-560ºC und einer Erwärmungszeit von 0,25-3 Stunden durchgeführt.

(Dritter Schritt)

Das erste Verfahren zur Wärmebehandlung läuft folgendermaßen ab: Das Heißprägen erfolgt durch axiale Kompression bei 300-560ºC. Dann wird die Oberflächenschicht des Pulverpresslings einer Schubverformung durch Heißextrusion mit einer Extrusionrate von 3 oder weniger unterzogen, um ein plastisches Fließen zu erzeugen, wodurch jegliche mikroskopische Luftblasen, die in der Oberflächenschicht verbleiben, entfernt werden, während im mittigen Bereich des Presslings isolierte Poren verbleiben. Das so geformte Element aus erhärtetem Pulver besitzt Poren in einer Rate von 2-5 %. Bei einer Extrusionsrate von mehr als 3 erreicht das plastische Fließen aufgrund der Extrusion den mittigen Bereich, wodurch die Pulverpartikel im mittigen Bereich des Presslings gegeneinander gedrückt und miteinander verbunden werden. Infolgedessen fallen die für das Formpressen notwendigen Poren im mittigen Bereich zusammen und verschwinden, so dass es unmöglich wird, Abmessungen einzustellen.
Eine ähnliche Wirkung kann erwartet werden, wenn der erwärmte Pulverpressling am Anfang heißextrudiert wird (zweites Verfahren). In diesem Fall ist es jedoch notwendig, einen Gegendruck auf die Fläche gegenüber der unter Druck gesetzten Fläche anzulegen, um die Bildung von Rissen auf der Oberflächenschicht zu verhindern und damit ein unbeschädigtes Element aus erhärtetem Pulver herzustellen.

(Vierter Schritt)

Das Formpressen kann in kalter Umgebung erfolgen, d.h. bei normalen Temperaturen, ohne die Metallform zu erwärmen, oder unter Erwärmen der Form auf eine Temperatur von 300ºC oder weniger. Die Auswahl hängt hierbei von der Form des Presslings, der erforderlichen Maßgenauigkeit im zweiten Schritt, der Art des zu schmiedenden Werkstoffes, etc. ab. Beim Formpressen wird vorzugsweise ein flüssiger Schmierstoff verwendet, wie z.B. ein gangiges Öl, oder ein Festschmierstoff.
Soll die Festigkeit des Rotorelements, das so aus einer Aluminiumpulverlegierung hergestellt wurde, noch weiter erhöht werden, kann es einer bekannten Wärmebehandlung, wie z.B. einer T4- oder T6-Behandlung unterzogen werden, wenn die Aluminiumpulverlegierung Übergangselemente aufweist.

(Beispiel 1)

Es wurden Ringe mit den Abmessungen 80mm (Außendurchmesser) x 60mm (Innendurchmesser) x 10mm (Dicke) hergestellt, unter Verwendung von schnell erhärteten Aluminiumlegierungspulvern mit Zusammensetzungen laut A-O in Tabelle 2 und unter den in Tabelle 3 dargestellten Herstellungsbedingungen. Die Werkstoffe A-J gemäß Tabelle 2 sind Rotorwerkstoffe nach der vorliegenden Erfindung, und die Materialien K-O sind Legierungen, die zu Vergleichszwecken vorbereitet wurden. Die Probestücke Nr. 1-15 wurden mit dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung hergestellt, während Nr. 16-20 zu Vergleichszwecken mit einem anderen Verfahren als dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden. Diese Probestücke wurden auf verschiedene Eigenschaften (Zugfestigkeit und Verlängerung) sowie auf Maßgenauigkeit (Rundheit des Innen- und Außendurchmessers und Änderungen der Dicke) geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt.
In Tabelle 3 bezeichnen die Nummern 1-10 Elemente, die unter Verwendung der Legierung bzw. unter Anwendung des Verfahrens nach den Ansprüchen der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden, während die Nummern 11-15 Elemente bezeichnen, die unter Verwendung von Legierungen zu Vergleichszwecken bzw. unter Anwendung des Verfahrens nach den Ansprüchen der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden, wobei
11 der Si-Gehalt gleich Null war (T beim Pumpenleistungstest gemäß Tabelle 4 traten Adhäsionsverschleiß und Abrieb auf),
12 aufgrund eines übermäßigen Si-Gehalts die Festigkeit und Zähigkeit abnahmen,
13 da Übergangselemente (Fe, Ni, Cr) in einer Rate von insgesamt mehr als 15 % enthalten waren, die Festigkeit und Zähigkeit abnahmen,
14 dito,
15 da Hartpartikel (V, Zr, Mo) in einer Rate von insgesamt mehr als 5 % enthalten waren, die Festigkeit und Zähigkeit abnahmen
Die Nummern 16-20 bezeichnen Elemente, die durch Vergleichsverfahren hergestellt wurden, wobei
16 da die Erwärmungstemperatur höher war als ein bevorzugter Bereich, die Struktur zu grob wurde und die Zähigkeit abnahm,
17 da die Erwärmung länger durchgeführt wurde als innerhalb eines bevorzugten Bereiches, die Festigkeit und Zähigkeit abnahmen,
18 da die Erwärmung in der Atmosphäre stattfand, sich Oxid schichten auf den Pulverpartikeln bildeten, welche die Bindung zwischen den Pulverpartikeln hemmten, so dass die Festigkeit und Zähigkeit abnahmen, und
19 da nach dem Warmschmieden kein Formpressen stattfand, sowohl der Innen- als auch der Außendurchmesser nicht genau genug waren und die Änderung der Dicke groß war.

(Beispiel 2)

Außenrotoren 1 und Innenrotoren 2 für Ölpumpen mit Zahnradform, wie in Fig. 2 dargestellt, wurden unter Verwendung der Pulvermaterialien A - O in Tabelle 2 mit dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung hergestellt. Sie wurden kombiniert wie in Tabelle 4 dargestellt und in einem Pumpengehäuse 3 angeordnet. Zur Auswertung der Leistung der Pumpen wurden diese 50 Stunden lang mit einer Drehzahl von 7000 U/min bei einer Temperatur von 150ºC mit einem Öldruck von 20 kg/cm² betrieben. Die Ergebnisse dieser Betriebsprüfung sind in Tabelle 4 dargestellt.
Wie aus Tabelle 4 ersichtlich, entstand im Fall der Pumpen, bei welchen beide Rotoren aus einer Legierung nach der vorliegenden Erfindung bestehen, bei beiden Rotoren kein Schaden, wenn sie in Reibkontakt gebracht wurden. Im Gegensatz dazu traten im Fall der Pumpen, bei welchen einer der Rotoren oder beide Rotoren aus anderen Legierungen bestanden als die Legierung nach der vorliegenden Erfindung, bei den Rotoren Adhäsionsverschleiß, Abrieb und Risse auf.
Wie oben beschrieben werden gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung Pulverpartikel einer schnell erhärteten Aluminiumlegierung durch einen einzigen Arbeitsschritt des Warmschmiedens fest miteinander verbunden, wobei die dem Werkstoff innewohnenden Eigenschaften erhalten bleiben. Durch anschließendes Formpressen des Werkstoffes kann der Werkstoff dann mit hoher Maßgenauigkeit fertig bearbeitet werden.

Gewerbliche Anwendung

Der durch das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung hergestellte Rotor für eine Ölpumpe bleibt selbst dann höchst zuverlässig, wenn er bei hohen Temperaturen eingesetzt wird. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die den Rotor bildenden Pulverpartikel fest miteinander verbunden sind und die Maßgenauigkeit hoch ist (diese Wirkungen sind dem verbesserten Herstellungsverfahren nach der vorliegenden Erfindung zuzuschreiben), und auf die Wirkungen, die durch die verbesserte Zusammensetzung der Werkstoffe erzielt werden (Verschleißfestigkeit und Reibungswiderstand sowie Hochtemperaturfestigkeit nehmen zu und der Wärmeausdehnungkoeffizient nähert sich dem der Aluminiumlegierung für ein Pumpengehäuse an). Die vorliegende Erfindung ermöglicht es also, eine A/T-Ölpumpe aus einer leichten Al-Legierung herzustellen. Dies dient dazu, den Kraftstoffverbrauch von Kraftfahrzeugen zu senken. Die vorliegende Erfindung bewirkt auch eine Gewichtsverringerung der die Pumpe umgebenden Teile, was zu einer Verbesserung der Pumpenleistung beiträgt. (Tabelle 1) (Tabelle 2)
(A J; Legierung nach der Erfindung, K O; Vergleichslegierung) (Tabelle 3)
(1 15; Durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte Legierungen, 16 20; durch ein Vergleichsverfahren hergestellte Legierungen
(Norm. bei Temperatur steht für Normaltemperatur) (Tabelle 4)
: Kein Schaden aufgrund von Verschleiß am Reibungsteil; gute Pumpenleistung
Δ: Adhäsionsverschleiß zwischen Außenrotor und Pumpengehäuse
: Adhäsionsverschleiß oder Abrieb an gezahntem Teil des Rotors
×: Rotorbruch bei Reibungsbewegung
-: Keine Auswertung

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Rotors für eine Ölpumpe, bestehend aus

einem ersten Schritt, bei dem ein Pulver einer Aluminiumlegierung gebildet wird, welches in Bezug auf das Gewicht 5-17% Si als ein erstes Legierungselement;

insgesamt 15% oder weniger von mindestens einem Übergangselement als zweites Legierungselement, auszuwählen aus der Gruppe aus 3-10% Fe, 3-10% Ni und 1-8% Cr;

insgesamt 5% oder weniger von mindestens einem Legierungselement als drittes Legierungselement, auszuwählen aus der Gruppe aus Mo, V, Zr, je 1-5%; und

1-5% Cu, 0,2-1,5% Mg und 0,2-1% Mn als vierte Legierungselemente enthält;

wobei der Rest aus Aluminium und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht,

und zwar in einer kalten oder warmen Umgebung, um einen Pulverpressling mit einer Dichte von 75-93% zu erhalten,

einem zweiten Schritt, bei dem der Pressling in der Atmosphäre eines reaktionsträgen Gases, wie z.B. Stickstoff und Argon, bei einer Temperatur von 300-560ºC 0,25 bis 3 Stunden lang erwärmt wird,

einem dritten Schritt, bei dem der Pulverpressling entweder bei einer Temperatur von 300-560ºC mit einer Extrusionsrate von 3 oder weniger heißextrudiert und dann axial komprimiert wird, oder in umgekehrtem Sinne zuerst axial komprimiert wird, um die Porenrate auf 3-5% zu reduzieren, und dann heißextrudiert wird, wodurch jegliche mikroskopische Poren in der Oberflächenschicht des erhärteten Presslings an Bereichen, die in Kontakt mit sich axial erstreckenden Flächen einer Metallform stehen, vollständig entfernt werden, wobei im mittigen Teil des Presslings Poren in einer Rate von 2-5 % verbleiben, und

einem vierten Schritt, bei dem der im dritten Schritt erhaltene erhärtete Pressling einer Behandlung durch Formpressen in einer kalten oder warmen Umgebung unterzogen wird, wodurch der so erzeugte Rotor im Vergleich zu bekannten, durch Schmieden von Aluminium hergestellten Rotoren eine hohe Maßgenauigkeit aufweist.

2. Verfahren zur Herstellung eines Rotors für eine Ölpumpe nach Anspruch 1, bei dem im dritten Schritt der Pressling 15 Minuten bis 3 Stunden lang auf 300-560ºC vorgewärmt wird, wobei beim Ausführen dieses dritten Schritts die Temperatur der Pressform auf 300-560ºC gehalten wird.

3. Rotor für eine Ölpumpe, bestehend aus einem Innenrotor und einem Außenrotor, welche beide aus einer Aluminiumpulverlegierung bestehen, wobei die innere oder äußere Umfangsfläche des Rotors die Form einer Trochoidenkrümmung oder einer Involutenkurve hat, oder eine andere für einen Pumpenrotor geeignete Zahnform, wobei einer oder beide der Innen- und Außenrotoren durch das Verfahren nach Anspruch 1 erzeugt wird bzw. werden.

4. Rotor für eine Ölpumpe nach Anspruch 3, bei dem der Rotor aus einem Pulver einer Aluminiumlegierung besteht, das eine Zusammensetzung hat, wie sie in Anspruch 2 beansprucht wird, und durch schnelles Erhärten einer Materiallegierung mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit von 10² - 10&sup6;ºC/sec erzeugt wird.