Pulvermetallurgie

Question 1

Pulvermetallurgie - Verfahrensschritte

Answer 1

1) Pulveraufbereitung (Rohmaterial Mischen)
2) Pressen des Grünlings
3) Sintern
4) Nachpressen / Kallibrieren
5) Nachbehandeln (zb Nitrieren)

Question 2

Pulvermetallurgie - Einsatzgebiete

Answer 2

• Herstellen von BT aus Hochschmelzenden Metallen (Schwer Gießbar durch hohe Schmelz T => Pulver)
• Herstellung von porösen Metallischen BT
• Verwendung von verbundwerkstoffen / Pseudolegierungen
• Massenfertigung
• Beispiele: Buchsen, Getriebeteile, Filter, Al-Bauteile

Question 3

Pulvermetallurgie - Vorteile

Answer 3

• Endkonturnahe Form
• Vollständige Ausnutzung des Materials
• IT7 erreichbar; IT6 und IT5 durch kallibrieren
• Darstellung von Metall das Schelzmetallurgie nicht darstellen kann möglich (zu hohe Schmelz-T; Legierungen mit sehr untersch. Schmelz-T; sehr reine Wst)
• Geringe Lohnkosten (einfache Bedienung)
• Geringe T (Arbet unterhalb der Schmelz-T)

Question 4

Pulvermetallurgie - Nachteile

Answer 4

• teure Pulver
• teure Pressen und Presswerkzeuge
• eingeschränkte Geometrien
• Restporösität

Question 5

Pulverherstellung

Answer 5

Mechanische Verfahren
• Zerkleinern in Mühlen
• Zerstäuben von Schmelzen

Chemische Verfahren
• Reduktion von Oxiden
• Elektrolytische Abscheidung

Question 6

Pulverbeschaffenheit

Answer 6

Kompakte Form (kugelig)
• gut verpressbar
• günstiges Fließvermögen
• hohe Dichte
=> geringe Festigkeit der Grünlinge

Zerklüftete Oberfläche (Spratzig)
• Ungünstigere Verpressbarkeit
=> höhere Festigkeit der Grünlinge

Question 7

Koaxiales Pressen - Prozess/Teile (Einseitiges Pressen)

Answer 7

• Pulver befindet auf dem in die Matrize eingeführten unteren Stempel (fest)
• Oberer Stempel fährt ein und presst => Pressling
• Oberer Stempel fährt zurück und Matrize fährt nach unten
• Entnahme

Question 8

Koaxiales Pressen - Eigenschaften

Answer 8

• Verdichtung auf 80-85%
• etwa 600n/mm^2
• elastische Rückfederung nach Freiliegen
• Zugabe Wachs/Gleitmittel => bessere Verpressbarkeit
• Heißpressen => Höhere Dichte

Question 9

Verdichtungsarten

Answer 9

• Einseitige Verdichtung: Schicht an oberer Fläche (wo beweglicher Stempel) dichter gepresst
• beidseitige Verdichtung: Zwei Stempel bewegen sich gegen einander; beide Seiten dicht gepresst aber niedrige Dichte in der Mittelschicht
• Verdichtung mit schwimmender Matrize: Matrize und oberer Stempel fahren runter; überall hohe Dichte

Question 10

Isostatisches Pressen - Prozess & Anwendung

Answer 10

• Pulver in gummi-elastischer Hülle; Allseitiges Verdichten durch Öl oder Gas => Gleichmäßige Dichte
• Für BT aus hochlegiertem Stahl (groß, bis 600kg) und hochwarmfeste Nickellegierungen (spröde bei Guss)

Question 11

Weiterverarbeitung - Kalibrieren

Answer 11

• Nachtägliches Kaltverdichten 
\+ Maßgenauigkeit
\+ Oberfläche
\+ Härte 
\+ Gleicht beim Sintern entstandene Änderungen (Maß/Volumen) aus

Question 12

Weiterverarbeitung - Sinterschmieden/Pulverschmieden

Answer 12

• Schmieden eines Sinterteils oder Grünlings
\+ dyn Belastbarkeit 
\+ extrem hohe Dichte
\+ Festigkeit
\+ Maßgenauigkeit

Question 13

Weiterverarbeitung - Tränken

Answer 13

• Tränken in Öl / Fett / Metallschmelze => Gleitmittel für Gleitlager
• Tränken mit Kunststoffen => Druckfestigkeit

Question 14

Weiterverarbeitung - Bedampfen

Answer 14

Bedampfung mit Wasserdampf als Korrosionsschutz

Question 15

Sintergerechtes Konstruieren

Answer 15

• im Untergesenk unterbringen
• schräglaufende Kanten vermeiden
• scharfe Kanten vermeiden
• Hinterschneidungen vermeiden
• ausreichend dicke Wandstärken

Question 16

Metal Injection Molding MIM - Schritte

Answer 16

1) Spritzguss => Grünling
2) Entbinden => Braunling
3) Sintern & Kühlen => BT

Question 17

MIM - Vor-/Nachteile

Answer 17

\+ Genauigkeit / Oberflächengüte
\+ hohe Dichte 
\+ Hohe Stückzahlen (teuere Form)
\+ gleichmäßige Schrumpfung
\+ Hinterschneidungen möglich
- hohe Wkz Kosten
- hohe Materialkosten

Question 18

Sintern - chemische Vorgänge

Answer 18

• Triebkraft = Oberflächenenergie (Reduzierung der Gesamtenergie)
• Festphasensintern (Stahl) <=> Flüssigphasensintern (WC/Co)
• T etwa 0,6 - 0,75 Ts