Gesinterte Metallteile werden durch einen Prozess hergestellt, der drei Hauptvorgänge umfasst: Pulvermischen, Verdichten und Sintern.
Das Ausgangsmaterial ist ein Metallpulver, das aus reinem Metall oder einer Legierung bestehen kann und je nach den gewünschten Eigenschaften des Endprodukts ausgewählt wird.
Das Verfahren zielt darauf ab, aus dem Metallpulver ein festes, integrales Teil herzustellen.
Die 4 wichtigsten Schritte zur Herstellung von Sintermetallteilen
Mischen des Pulvers
Der erste Schritt bei der Herstellung von gesinterten Metallteilen ist das Mischen des Metallpulvers.
Dieses Pulver kann aus reinen Metallen wie Eisen oder Kupfer oder aus Legierungen wie Bronze, Messing oder Stahl bestehen.
Die Wahl des Pulvertyps (z. B. Schwamm, unregelmäßig, kugelförmig, laminar) hängt von den spezifischen Eigenschaften ab, die für das Bauteil erforderlich sind.
Das Grundpulver wird oft mit anderen Legierungselementen gemischt, um seine Eigenschaften zu verbessern oder eine bestimmte chemische Zusammensetzung zu erreichen.
Verdichten
Nachdem das Pulver gemischt wurde, wird es mit Hilfe von Werkzeugen in die gewünschte Form gebracht.
Dies geschieht in der Regel mit einer Matrize und einer Presse, die hohen Druck auf das Pulver ausüben, so dass es eine feste, aber schwache und poröse Struktur bildet.
Der Verdichtungsprozess ist entscheidend für die Einhaltung der Maßgenauigkeit des Teils und wird oft durch zusätzliche Bearbeitung ergänzt, um engere Toleranzen zu erreichen.
Sintern
Das verdichtete Teil wird dann in einem Prozess erhitzt, der Sinterung genannt wird.
Diese Erhitzung erfolgt bei einer Temperatur, die unter dem Schmelzpunkt des Hauptbestandteils des Pulvers liegt, so dass sich die Partikel miteinander verbinden können, ohne zu schmelzen.
Der Sinterprozess umfasst mehrere Stufen:
- Erhitzung zur Bildung martensitischer, kristalliner Strukturen: Die Metalle werden auf eine bestimmte Temperatur erhitzt, um die Bildung fester, kristalliner Strukturen einzuleiten.
- Verdichtung mit kalten Schweißnähten: Manchmal wird die Festigkeit durch Kaltverschweißungen erhöht, die während der Verdichtung des Pulvers entstehen.
- Zugabe von anderen Elementen: Je nach Anwendung können Elemente wie Kupferpulver oder Sinterkarbide hinzugefügt werden, um die Eigenschaften der verdichteten Materialien zu verbessern. Dabei kann es sich um transiente oder permanente Flüssigphasen-Sinterprozesse handeln.
- Einführung von Flüssigkeits- und Bindemittelzusätzen: Schließlich kann ein Flüssigkeits- und Bindemittelzusatz eingebracht werden, um verbleibende Poren im Metall zu füllen und seine Integrität und Festigkeit zu verbessern.
Der Sinterprozess verwandelt das verdichtete, poröse Teil in ein festes, integrales Bauteil.
Dieses Verfahren ist kostengünstig und in hohem Maße wiederholbar, so dass es sich für die Herstellung komplexer netzförmiger Teile mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften eignet.
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