10 Gießen/Pulvermetallurgie Flashcards
Gießen Vorteile
-Auch komplizierte Geometrien lassen sich realisieren
-Hoher Freiheitsgrad in der Gestaltung
-Geringer aufwand in der Fertigbearbeitung
Herausforderungen Gießen
-Gießverfahren muss nach Bauteilanforderungen ausgewählt werden
-Viele Verfahren mit individuellen Grenzen und Möglichkeiten
3 Verfahrensmodelle des Gießens
1.Verfahren mit verlorenen Formen und verlorenen Modell
2. Verfahren mit Dauerformen
3. Verfahren mit verlorenener Form und Dauermodell
Definition Schrumpfung / Schwindung
Bei Ertarrung der Schmelze verringert sich das Volumen
was ist unabdingbar um Bildung von Lunkern und das Auftreten von Spannungsrissen zu vermeiden?
eine möglichst homogene und kontrollierte Abkühlung
Was beeinflusst das Kristallwachstum bzw. Korngröße/Kornform
Keimanzahl, Abkühlgeschwindigkeit, Richtung der Wärmeabfuhr
Einteilung der Gießverfahren
Verfahren mit verlorenen Formen
Verfahren mit Dauerformen
Verfahren mit verlorenen Modellen und verlorenen Formen
Verfahren mit verlorenen formen ud verlorenen modellen
Feinguss, Vollformguss
Verfahren mit verlorenen Formen BSP
Sandguss, Maskenformen
Verfahren mit Dauerformen
Druckguss, Kokillenguss, Schleuderguss
Vorteile der pulvermetallurgischen Hertstellung
Serienproduktion
dämpfende Funktion
hohe Werkstoffvielfalt
gute Oberflächenbeschaffenheit
3 Erstarrungsverhalten / Schwindungsverhalten von Metallen
flüssige Schwindung
Erstarrungsschrumpfung
Feste Schwindung
Anforderungen an das Pulver in der Pulvermetakllurgie
Pressbarkeit
Härtbarkeit
Fließfähigkeit
Sinterbarkeit
Anwendungsgebiete der Pulvermetallurgie
Lager
Medizintechnik
Nockenwellenversteller
Filter
Handwerkzeuge
Bei der Konstruktion pulvermetallurgischer Bauteile ist besonders zu beachten, dass…:
-der Pressraum gefüllt werden kann
-die Stempelform stabil ausgelegt werden kann
-Eine Stempelkollision vermieden wird
-Dichtgradienten vermieden werden
Eigenschaften der Pulver, die die Pressbarkeit beeinflussen
Reibung
Pulvermorphologie
Korngröße- und verteilung
Faktoren, von denen die Diffusion beim Sintern maßgeblich abhängt
Temperatur
Zeit
Gießen: Enstehungsursache Lunker
Erstarrungsschrumpfung
Gießen: Enstehungsursache Spannunsgrisse
Eigenspannungen
Gießen: Enstehungsursache Untermaß
Feste Schwindung
Gießen: Enstehungsursache Verzug
unterschiedliche Abkühlgeschwindigkeit
Gießen: Vermeidungsansatz Lunker
Speisungstechnik
Gießen: Vermeidungsansatz Spannunsgrisse
gießgerechte Konstruktion
Wärmebehandlung
Gießen: Vermeidungsansatz Untermaß
Schwindaufmaß
Gießen: Vermeidungsansatz Verzug
gießgerechte Konstruktion
Gussfehler
Lunker
Untermaß
Verzug
Spannungsrisse
Herausforderungen für den Sinterofenbau
Robustheit
Energieeffizienz
Reproduzierbarkeit
Stabilität/Sicherheit
Konstruktionfehler die beim Gießen problematisch werden können
scharfe Kanten –> Kerbwirkung
Bohrungen, die nicht seknkrecht zur Oberfläche stehen
Materialanhäuffung durch z.B. Kreuzverkippung
Rissgefahr
Legierunstechniken in der PM
Diffusion
Mischung
Fertiglegieren
Was beschreibt das Lunkern
Hohlräume im Bauteil die durch Abkühlung eines gegossenes Werkstücks entstehen können
bsp. Loklale Verdichtungsverfahren für die Nachbearbeitung pulvermetallurgischer Werkstücke
Kugelstrahlen
Dichtwalzen von Zahnrädern
mathematisch korrekte Beschreibung für die Abhängigkeit der Dichte vom Pressdruck
degressiv
NVH
Noise Vibration Harshness
Oberflächenbeschaffenheit nach dem Sintern
Sinterglatt
Geglättet
Sinterschmiedeglatt
Pulverwerkstoffe in der Pulvermetallurgie
Molybdän
Kupfer
Nickel
Chrom
Mangan
Schutzatmossphären für Sinteröfen
Stickstoffatmossphäre (N2)
Inerte Atmossphäre (He, Ar)
Oxidationsatmossphäre (CO2)
Aufkohlungsatmossphäre (CO)
Verdichtungarten in der Presstechnik der Pulvermetall. Bauteile
einseitige Verdichtung
zweiseitige Verdichtung
Verdichtung mit schwimmender Matrize
Stadien des Pressvorgangs für die pulvermetallurgische Verarbeitung
Füllen
Verdichten
Ausstoßen
Vorteile von pulvermetallurgisch hergestellten Zahnrädern
Ressourcen- und Kosteneffizienz
Gewichtsreduktion
Materialdämpfung und dadurch Geräuschreduktion
Near Net Shape–> wenig Beadrf an Oberflächenbearbeitung
Was ermöglicht die Schutzatmossphäre in Sinteröfen
Diffusion
Was ist das Pulverschmieden
Globales Verdichtungsverfahren zur Nachbearbeitung von Sinterbauteilen
Was verbessert die Pressbarkeit von pulvermetallurgischen Werkstoffen
Schmiermittel
Welche Pulverformen und Pulvermorphologien gibt es?
Gasverdüsungspulver: geringer Verschleiß
wasserverdüsungspulver: gute Verdichtbarkeit
Reduktionspulver: hohe Porosität
Wie kann die Keimanzahl für das Kristallwachstum nach einem Gießprozess beeinflusst werden?
Durch Impfen der Schmelze
Wie wird die Grünfestigkeit eines Werkstoffs ermittelt?
Mithilfe des 3 Punkt Biege Versuchs
Öfen in der Sintertechnik
Rollenherdoffen
Bandofen
Hubbbalkenofen
Durchstoßofen
Pulvermetallurgie: Rohmaterial, Formgebung
Rohmaterial: Pulverproduktion, Pulvermischung
Formgebung: Pressen, Sintern
Dichteverhältnis nach dem Sinterb R_x =
R_x = Dichte des gesinterten Bauteils / Dichte des geschmiedeten Bauteils
Porosität P Formel
P = 100 % - R_x
Legierungstechniken in der Pulvermetallurgie
Fertiglegieren, Mischung, Diffusion
Fertigungslegieren erklären
-Legierung schon in schmelze vermischt
-Nur bei gas und wasserdüsung möglich
-schlechte verpressbarkeit
Mischung erklären
-Mischung von 2 Pulverkomponenten
-gute Verpressbarkeit
Gefahr der Entmischung(Hohe sintertemperatur-> Homogenität)
Diffusion als Legierungstechnik erklären
Diffusionslegiert
Adhäsionslegiert
Pulvermetallurgie Vorteile
Hohe Werkstoffvielfalt
Serienproduktion
Kosten/Ressoruceneffizienz
Entkonturnah
Pulverform (3)
Gasverdrüsungspulver (geringer verschleiß)
Wasserverdrüsungspulver(gute Verdichtbarkeit)
Reduktionspulver/Schwammeisenpulver(Hohe Porosität)
Sintertechnik verfahrensablauf
Entbindern
Sintern
Wiederaufkohlen
Abkühlen
Das Verhalten von Gusswerkstoffen während der Abkühlung und Erstarrung ist abhängig von der Art der Legierung. Welche beiden Legierungsarten unterscheidet man und worin besteht der Unterschied?
typ 1: eutektische Legierung und reine metalle
typ 2: nicht eutektische Legierung
Unterschied:Die Erstarrungsschrumpfung eutektischer Legierungen und reiner Metalle finden bei konstanter Temperatur statt, während die Erstarrungsschrumpfung bei nicht-eutektischen Legierungen über einen Temperaturbereich hinweg stattfindet
