Das Sintern ist ein Verfahren, bei dem Pulverpresslinge verdichtet werden, um feste Materialien zu bilden. Dieses Verfahren kann mit oder ohne Druckanwendung durchgeführt werden.
Benötigt man zum Sintern Druck? 4 wichtige Punkte, die zu beachten sind
1. Drucksintern
Beim Drucksintern wird sowohl hohe Temperatur als auch äußerer Druck auf die Pulverpresslinge ausgeübt. Verfahren wie das Heiß-Isostatische Pressen (HIP) und das Heißpressen sind Beispiele für das Drucksintern. Das HIP-Verfahren eignet sich besonders gut für komplexe Teile, da es eine Gasatmosphäre nutzt, um einen gleichmäßigen Druck auszuüben, der sicherstellt, dass die Form erhalten bleibt, während das Teil und die Hülle schrumpfen. Diese Methode ist entscheidend für Werkstoffe, bei denen selbst eine geringe Porosität nicht akzeptabel ist, was auf ihren Einsatz bei anspruchsvollen Anwendungen hinweist.
2. Druckloses Sintern
Beim drucklosen Sintern wird kein Druck angewandt. Es wird in der Regel für einfachere Geometrien verwendet und umfasst Verfahren wie kaltes isostatisches Pressen, Spritzguss oder Schlickerguss zur Herstellung von Keramikpulverpresslingen. Diese Presslinge werden dann vorgesintert und vor dem Erhitzen in eine endgültige Form gebracht. Zu den Erwärmungstechniken für das drucklose Sintern gehören die konstante Erwärmungsrate (CRH), das ratengesteuerte Sintern (RCS) und das zweistufige Sintern (TSS). Die Wahl des Verfahrens hängt von der gewünschten keramischen Mikrostruktur und Korngröße ab.
3. Festphasensintern
Unter Festphasensintern versteht man ein Verfahren, bei dem ein loses Pulver oder ein geformter Pulverpressling unter Schutzatmosphäre auf eine Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes erhitzt wird. Die Temperatur, die Atmosphäre und die Zeit, die in diesem Prozess verwendet werden, sind entscheidende Parameter, die die endgültigen Eigenschaften des gesinterten Materials beeinflussen.
4. Anwendung und erwünschte Eigenschaften
Ob für das Sintern Druck erforderlich ist, hängt von der jeweiligen Anwendung und den gewünschten Eigenschaften des Endprodukts ab. Drucksintern ist unerlässlich für komplexe Teile und Materialien, die eine hohe Dichte und minimale Porosität erfordern, während druckloses Sintern für einfachere Geometrien und Materialien geeignet ist, bei denen Dichteschwankungen toleriert werden können.
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